JPH0773688A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device

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Publication number
JPH0773688A
JPH0773688A JP14791894A JP14791894A JPH0773688A JP H0773688 A JPH0773688 A JP H0773688A JP 14791894 A JP14791894 A JP 14791894A JP 14791894 A JP14791894 A JP 14791894A JP H0773688 A JPH0773688 A JP H0773688A
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JP
Japan
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potential
memory cell
writing
write
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP14791894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Endo
哲郎 遠藤
Yoshiyuki Tanaka
義幸 田中
Susumu Shudo
晋 首藤
Riichiro Shirata
理一郎 白田
Seiichi Aritome
誠一 有留
Tomoharu Tanaka
智晴 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP14791894A priority Critical patent/JPH0773688A/en
Publication of JPH0773688A publication Critical patent/JPH0773688A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

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  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a nonvolatile semiconductor storage device capable of preventing the insulation destruction of a tunnel oxide film and the increase of a leakage current at the time of data erase and data write and improving the reliability of a memory cell. CONSTITUTION:In the nonvolatile semiconductor storage, the memory cell formed with source/drain areas on a surface of a semiconductor substrate, laminated with a first gate insulation film (tunnel oxide film), a floating gate, a second gate insulation film and a control gate in this order on the substrate, and capable of electrically rewriting by transferring a charge between the floating gate and the semiconductor substrate is used. At the time of the data erase, by the operation where a high potential (boosted potential; H level) is applied to the semiconductor substrate and intermediate potential (power source potential; M level) is applied to the control gate 16 first, and then, the H level is applied to the semiconductor substrate and low potential (grounded potential; L level) is applied to the control gate, the charge is pulled out from the floating gate 14.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電荷蓄積層と制御ゲー
トを有するMOSトランジスタ構造のメモリセルを用い
て構成された電気的書き換え可能な不揮発性半導体記憶
装置(EEPROM)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM) constructed by using a memory cell having a MOS transistor structure having a charge storage layer and a control gate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、EEPROMの分野で電荷蓄積層
(浮遊ゲート)と制御ゲートを持つMOSトランジスタ
構造のメモリセルが広く用いられており、高集積化が進
んでいる。このメモリセルは、浮遊ゲートと半導体基板
との間の電荷の授受により電気的書き換えを可能とした
ものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a memory cell having a MOS transistor structure having a charge storage layer (floating gate) and a control gate has been widely used in the field of EEPROM, and high integration has been advanced. This memory cell can be electrically rewritten by exchanging charges between the floating gate and the semiconductor substrate.

【0003】しかしながら、この種の装置にあっては次
のような問題があった。即ち、データの消去を行う際
に、浮遊ゲートと基板との間のトンネル酸化膜に高電界
が印加され、絶縁破壊及びリーク電流の増大と言う問題
を招く。また、データ書き込み時にも、トンネル酸化膜
に高電界が印加され、大きなストレスがかかるため、一
定期間の使用の後には、トンネル酸化膜の劣化が生じ
る。そして、このトンネル酸化膜の劣化は、セルデータ
の読み出し時にセルに掛かるストレスに対するセルデー
タの耐性を下げ、セルデータの寿命を短くする原因とな
る。
However, this type of device has the following problems. That is, when erasing data, a high electric field is applied to the tunnel oxide film between the floating gate and the substrate, which causes problems such as dielectric breakdown and increase in leak current. Further, even when writing data, a high electric field is applied to the tunnel oxide film and a large stress is applied, so that the tunnel oxide film deteriorates after being used for a certain period of time. Then, the deterioration of the tunnel oxide film causes the resistance of the cell data to the stress applied to the cell at the time of reading the cell data to be reduced, which causes the life of the cell data to be shortened.

【0004】また、EEPROMの一つとして、高集積
化が可能なNAND型EEPROMが知られている。こ
れは、複数のメモリセルをそれらのソース,ドレインを
隣接するもの同士で共有する形で直列接続して一単位と
し、ビット線に接続するものである。メモリセルは通
常、電荷蓄積層と制御ゲートが積層されたFETMOS
構造を有する。メモリセルアレイは、p型基板又はn型
基板に形成されたp型ウェル内に集積形成される。
As one of the EEPROMs, a NAND-type EEPROM capable of high integration is known. In this, a plurality of memory cells are connected in series so that their sources and drains are shared by adjacent ones to form one unit, which is connected to a bit line. A memory cell is usually a FETMOS in which a charge storage layer and a control gate are stacked.
Have a structure. The memory cell array is integrated and formed in a p-type well formed on a p-type substrate or an n-type substrate.

【0005】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、ソース側はやはり選択ゲー
トを介してソース線(基準電位配線)に接続される。メ
モリセルの制御ゲートは、行方向に連続的に接続されて
ワード線となる。通常、同一ワード線につながるセルの
集合を1ページと呼び、一組のドレイン及びソース側選
択ゲートに挟まれたページの集合を1NANDブロック
又は単に1ブロックと呼ぶ。通常、1ブロックは独立に
消去可能な最小単位となる。
The drain side of the NAND cell is connected to the bit line via the selection gate, and the source side is also connected to the source line (reference potential wiring) via the selection gate. The control gates of the memory cells are continuously connected in the row direction to form word lines. Usually, a set of cells connected to the same word line is called one page, and a set of pages sandwiched between a set of drain and source side select gates is called one NAND block or simply one block. Normally, one block is the minimum unit that can be independently erased.

【0006】NAND型EEPROMの動作は次の通り
である。データの消去は、1NANDブロック内のメモ
リセルに対して同時に行われる。即ち、選択されたNA
NDブロックの全ての制御ゲートをVssとし、p型ウェ
ル及びn型基板に高電圧Vpp(例えば20V)を印加す
る。これにより、全てのメモリセルにおいて浮遊ゲート
から基板に電子が放出され、しきい値は負の方向にシフ
トする。通常、この状態を“1”状態と定義する。ま
た、チップ消去は全NANDブロックを選択状態にする
ことによりなされる。
The operation of the NAND type EEPROM is as follows. Data is erased simultaneously for the memory cells in one NAND block. That is, the selected NA
All control gates of the ND block are set to Vss, and a high voltage Vpp (for example, 20V) is applied to the p-type well and the n-type substrate. As a result, in all memory cells, electrons are emitted from the floating gate to the substrate, and the threshold value shifts in the negative direction. Usually, this state is defined as a "1" state. Further, chip erasing is performed by putting all NAND blocks in a selected state.

【0007】データの書き込み動作は、ビット線から最
も離れた位置のメモリセルから順に行う。NANDブロ
ック内の選択された制御ゲートには高電圧Vpp(例えば
20V)を印加し、他の非選択ゲートには中間電位VM
(例えば10V)を与える。また、ビット線にはデータ
に応じて、Vss又はVbitH(8V)を与える。ビット線
にVssが与えられたとき(“0”書き込み)、その電位
は選択メモリセルに伝達され、浮遊ゲートに電子注入が
生ずる。これにより、その選択メモリセルのしきい値は
正方向にシフトする。通常、この状態を“0”状態と定
義する。ビット線にVbitHが与えられた(“1”書き込
み)メモリセルは電子注入は起こらず、従ってしきい値
は変化せず、負に留まる。また、ドレイン側選択ゲート
にはビット線電位を転送するための電圧VM を印加す
る。
The data write operation is performed in order from the memory cell farthest from the bit line. A high voltage Vpp (for example, 20V) is applied to the selected control gate in the NAND block, and the intermediate potential VM is applied to the other non-selected gates.
(For example, 10 V) is applied. Further, Vss or VbitH (8V) is applied to the bit line according to the data. When Vss is applied to the bit line ("0" write), the potential is transmitted to the selected memory cell, and electron injection occurs in the floating gate. As a result, the threshold value of the selected memory cell shifts in the positive direction. Usually, this state is defined as a "0" state. In the memory cell in which VbitH is applied to the bit line ("1" write), electron injection does not occur, so the threshold value does not change and remains negative. Further, a voltage VM for transferring the bit line potential is applied to the drain side select gate.

【0008】データの読み出し動作は、NANDブロッ
ク内の選択されたメモリセルの制御ゲートをVssとし
て、それ以外の制御ゲート及び選択ゲートをVccとし選
択メモリセルで電流が流れるか否かを検出することによ
り行われる。データはセンスアンプ兼データラッチ回路
にラッチされる。
In the data read operation, the control gate of the selected memory cell in the NAND block is set to Vss and the other control gates and select gates are set to Vcc to detect whether or not a current flows in the selected memory cell. Done by. The data is latched by the sense amplifier / data latch circuit.

【0009】従来の書き込みベリファイサイクルについ
て説明する。書き込みデータを入力後、設定電圧(例え
ば20V)が選択された制御ゲートに設定時間だけ(例
えば40μsec )印加される。次に、書き込みが完了し
たか確認の読み出しを行う。もし、書き込み不足のメモ
リセルが存在すれば、そのメモリセルに対して再び20
V、40μsec の書き込みが行われる。その時、十分書
き込みがなされたセルに対しては、これ以上電子の注入
がなされないようにビット線にVbitHを与えておく。即
ち、全メモリセルが書き込み終了になるまで20V、4
0μsec の書き込みを繰り返す。なお、このときの各部
の電位を(表1)に示す。
A conventional write verify cycle will be described. After inputting the write data, the set voltage (for example, 20 V) is applied to the selected control gate for the set time (for example, 40 μsec). Next, reading is performed to confirm whether the writing has been completed. If there is a memory cell for which writing has been insufficient, the memory cell is rewritten to 20 times.
Writing of V and 40 μsec is performed. At that time, VbitH is applied to the bit line so that electrons are not further injected into the cell in which sufficient writing has been performed. That is, 20V, 4V until all memory cells have been written
Repeat writing for 0 μsec. The potentials of the respective parts at this time are shown in (Table 1).

【0010】[0010]

【表1】 [Table 1]

【0011】上記のブロック毎(或いは、チップ毎)に
ベリファイする書き込み方法において、プログラム時間
を短縮するために、制御ゲートに印加する電圧(高電圧
Vpp)を上昇させながら、書き込む方法が知られている
(以下、チップ毎ベリファイ−電圧上昇法と称する)。
In the writing method for verifying each block (or each chip), a writing method is known in which the voltage (high voltage Vpp) applied to the control gate is increased in order to shorten the programming time. (Hereinafter, referred to as “chip-by-chip verify-voltage rise method”).

【0012】この書き込み方法を、図16を参照しなが
ら説明する。この方法は、次のような手順でプログラム
を書き込みが行われる。各メモリセルはプロセスばらつ
き、以前の使用状況によりしきい値にばらつきがある。
例えば本例において、最もしきい値の低いメモリセル
(即ち、最も書き込まれにくいメモリセルM2 )のしき
い値を、Vth=−4V(図16のA0)、最もしきい値
の高いメモリセル(即ち、最も書き込まれ易いメモリセ
ルM1 )のしきい値を、Vth=−1V(図16のB0)
とし、“0”書き込み、メモリセルのしきい値Vthを
0.5〜2Vの範囲とする場合を説明する。
This writing method will be described with reference to FIG. In this method, the program is written in the following procedure. The threshold value of each memory cell varies depending on process variations and previous usage.
For example, in this example, the threshold of the memory cell with the lowest threshold (that is, the memory cell M2 that is the least likely to be written) is Vth = -4V (A0 in FIG. 16) and the memory cell with the highest threshold ( That is, the threshold value of the memory cell M1 which is most easily written is Vth = -1V (B0 in FIG. 16).
Then, the case where "0" is written and the threshold Vth of the memory cell is set in the range of 0.5 to 2V will be described.

【0013】あるページ(又はチップ)が選択される。
選択されたページの各メモリセルに書き込むデータに従
って、“0”書き込みであればVss(例えば0V)を、
“1”書き込みであればVbitH(例えば10V)を各メ
モリセルに接続されたビット線に印加する。そして、選
択ワード線(即ち、選択メモリセルの制御ゲート)に高
電圧Vpp(例えば、18.5V)を印加して、第1回目
の書き込みを行う。
A page (or chip) is selected.
According to the data to be written in each memory cell of the selected page, if "0" is written, Vss (for example, 0V) is set to
If "1" is written, VbitH (for example, 10V) is applied to the bit line connected to each memory cell. Then, the high voltage Vpp (for example, 18.5 V) is applied to the selected word line (that is, the control gate of the selected memory cell) to perform the first writing.

【0014】第1回目の書き込みが終了した時点で、メ
モリセルのしきい値Vthが終了の判断レベルになってい
るかどうかチェックする(ベリファイ)。この時に、メ
モリセルM1 のしきい値Vthは、0V(B1)であり、
メモリセルM2 のしきい値Vthは、−3V(A1)であ
る。
At the time when the first writing is completed, it is checked whether the threshold value Vth of the memory cell is at the completion judgment level (verify). At this time, the threshold Vth of the memory cell M1 is 0V (B1),
The threshold Vth of the memory cell M2 is -3V (A1).

【0015】メモリセルM1 及びM2 共にしきい値Vth
が所定の値以下であるので、書き込みが終了していない
と判断して、選択ワード線に第1回目に印加した電圧よ
り高い一定の電圧Vpp(例えば、19.5V)を印加し
て第2回目の書き込みを行う。第2回目の書き込みによ
り、メモリセルM1 のしきい値Vthは、3V(B3)で
あり、所定の範囲内にしきい値が入る。しかし、メモリ
セルM2 のしきい値Vthは、−0.5V(A3)であ
り、しきい値Vthが所定の範囲内にないので、書き込み
が終了していないと判断される。
Both the memory cells M1 and M2 have a threshold value Vth.
Is less than or equal to a predetermined value, it is determined that the writing has not been completed, and a constant voltage Vpp (for example, 19.5 V) higher than the voltage applied the first time is applied to the selected word line to apply the second voltage. Write the second time. By the second writing, the threshold Vth of the memory cell M1 is 3V (B3), which is within the predetermined range. However, the threshold value Vth of the memory cell M2 is -0.5 V (A3), and the threshold value Vth is not within the predetermined range. Therefore, it is determined that the writing is not completed.

【0016】メモリセルM2 の書き込みを行うために、
選択ワード線に第2回目に印加した電圧より高い一定の
電圧Vpp(例えば、20.5V)を印加して第3回目の
書き込みを行う。以後、最も書き込まれにくいメモリセ
ルM2 の書き込みが終了するまで(所定の範囲内にしき
い値が入るまで)、選択ワード線の電圧を徐々に上げな
がら、ベリファイと書き込みを行う。このような方法
は、例えば特開昭61−239497号公報に開示され
ている。
In order to write to the memory cell M2,
A constant voltage Vpp (for example, 20.5 V) higher than the voltage applied the second time is applied to the selected word line to perform the third writing. After that, verification and writing are performed while gradually increasing the voltage of the selected word line until the writing of the memory cell M2, which is the hardest to be written, is completed (until the threshold value falls within a predetermined range). Such a method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-239497.

【0017】上記の方法では、選択されたページ上の全
てのメモリセルがプログラムされるまで、順次選択ワー
ド線に印加する電圧Vppを上げて行き、最終的に印加さ
れるVpp(=21.5V)は、最も書き込まれにくいメ
モリセルにも、最も書き込まれ易いメモリセルにも同等
に印加される。即ち、全てのメモリセルが同一のVppで
書き込まれる。
In the above method, the voltage Vpp applied to the selected word line is sequentially increased until all memory cells on the selected page are programmed, and finally applied Vpp (= 21.5V). ) Is equally applied to both the memory cell that is the hardest to write and the memory cell that is the easiest to write. That is, all memory cells are written with the same Vpp.

【0018】従って、プログラム時間は短くなるが、メ
モリセル間のしきい値のばらつきの幅は変わらないの
で、最も書き込まれ易いメモリセルは、オーバープログ
ラムすることになる。
Therefore, although the programming time is shortened, the width of the variation in the threshold value between the memory cells does not change, so that the memory cell that is most easily written is over-programmed.

【0019】上記の問題を解決するために、メモリセル
をビット毎にベリファイする方法がある(以下、ビット
毎ベリファイ−固定電圧法と称する)。各メモリセルは
プロセスばらつき、以前の使用状況によりしきい値にば
らつきがある。例えば本例において、最もしきい値の低
いメモリセル(即ち、最も書き込まれにくいメモリセル
M2 )のしきい値を、Vth=−3V(図17のC0)、
最もしきい値の高いメモリセル(即ち、最も書き込まれ
易いメモリセルM1 )のしきい値を、Vth=0V(図1
7のD0)とし、“0”書き込み、メモリセルのしきい
値Vthを0.5〜2Vの範囲とする場合を説明する。
In order to solve the above problem, there is a method of verifying a memory cell bit by bit (hereinafter referred to as a bit-by-bit verify-fixed voltage method). The threshold value of each memory cell varies depending on process variations and previous usage. For example, in this example, the threshold value of the memory cell having the lowest threshold value (that is, the memory cell M2 which is the least likely to be written) is Vth = -3V (C0 in FIG. 17),
The threshold value of the memory cell having the highest threshold value (that is, the memory cell M1 which is most easily written) is Vth = 0V (see FIG. 1).
A description will be given of the case where D0) of 7 is set, "0" is written, and the threshold Vth of the memory cell is set in the range of 0.5 to 2V.

【0020】この方法を、図17を参照しながら説明す
る。この方法は、次のような手順でプログラムを書き込
みが行われる。あるページ(又はチップ)が選択され
る。選択されたページの各メモリセルに書き込むデータ
に従って、“0”書き込みであればVss(例えば0V)
を、“1”書き込みであればVbitH(例えば10V)を
各メモリセルに接続されたビット線に印加する。選択ワ
ード線(即ち、選択メモリセルの制御ゲート)に高電圧
Vpp(=18.5V)を印加して、第1回目の書き込み
を行う。
This method will be described with reference to FIG. In this method, the program is written in the following procedure. A page (or chip) is selected. According to the data to be written in each memory cell of the selected page, Vss (for example, 0V) if “0” is written
If "1" is written, VbitH (for example, 10V) is applied to the bit line connected to each memory cell. The high voltage Vpp (= 18.5 V) is applied to the selected word line (that is, the control gate of the selected memory cell) to perform the first writing.

【0021】第1回目の書き込みが終了した時点で、メ
モリセルのしきい値Vthが終了の判断レベルになってい
るかどうかメモリセル毎にチェックする(ベリファ
イ)。この時に、メモリセルM1 のしきい値Vthは、1
V(C1)であり、所定の範囲内にしきい値が入る。し
かし、メモリセルM2 のしきい値Vthは、−2V(D
1)であり、しきい値Vthが所定の範囲内にないので、
書き込みが終了していないと判断される。
At the time when the first writing is completed, it is checked for each memory cell whether the threshold value Vth of the memory cell is at the judgment level of completion (verify). At this time, the threshold Vth of the memory cell M1 is 1
V (C1), and the threshold value falls within a predetermined range. However, the threshold Vth of the memory cell M2 is -2V (D
1) and the threshold value Vth is not within the predetermined range,
It is determined that writing has not been completed.

【0022】再び、書き込みを行わないメモリセル(図
示しない)と、書き込みの終了したメモリセルに接続さ
れたビット線に10Vを、書き込みが終了していないメ
モリセルに接続されたビット線に0Vを印加し、選択ワ
ード線に第1回目と同じVpp(18.5V)を第1回目
より少し長い時間印加する。
Again, 10V is applied to the bit line connected to the memory cell (not shown) where writing is not completed and the memory cell where the writing is completed, and 0V is applied to the bit line connected to the memory cell where the writing is not completed. Then, the same Vpp (18.5V) as that of the first time is applied to the selected word line for a time slightly longer than that of the first time.

【0023】上記の動作を、最も書き込まれにくいメモ
リセルM2 の書き込みが終了するまで(所定の範囲内に
しきい値が入るまで)行う。このような方法は、例えば
特開平1−159895号公報に開示されている。
The above operation is repeated until the writing of the memory cell M2 which is the most difficult to write is completed (until the threshold value falls within a predetermined range). Such a method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-159895.

【0024】上記の方法では、メモリセル毎にベリファ
イされるので、メモリセルのオーバープログラムは防止
できる。即ち、メモリセルのしきい値の幅を所定(所
望)の範囲内にすることができる。一方、選択ページ上
の全てのメモリセルは、同一のVpp(18.5V)でプ
ログラムされる。従って、プログラム特性の遅い(書き
込まれにくい)メモリセルも、早い(書き込まれ易い)
メモリセルも、同一の電圧でプログラムされるので、全
てのメモリセルがプログラムされるまでに多くの時間を
時間を要する。
In the above method, since the memory cells are verified, the over-programming of the memory cells can be prevented. That is, the threshold width of the memory cell can be set within a predetermined (desired) range. On the other hand, all the memory cells on the selected page are programmed with the same Vpp (18.5V). Therefore, a memory cell having a slow program characteristic (hard to be written) is fast (easy to be written).
Since the memory cells are also programmed with the same voltage, it takes a long time to program all the memory cells.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のE
EPROMにおいては、データ消去時にトンネル酸化膜
に印加される高電界によって、トンネル酸化膜の絶縁破
壊やトンネル酸化膜のリーク電流の増大といった現象が
問題となっている。
As described above, the conventional E
In the EPROM, there are problems such as a dielectric breakdown of the tunnel oxide film and an increase in leak current of the tunnel oxide film due to a high electric field applied to the tunnel oxide film at the time of erasing data.

【0026】また、NAND型のEEPROMにおける
従来のベリファイ書き込みは、最小パルス幅と最大書き
込み時間がセル特性と昇圧回路リミッタのばらつきで決
定されるので、集積化が進んでセル特性のばらつきが大
きくなると書き込み時間が極めて長くなるという問題が
あった。
Further, in the conventional verify write in the NAND type EEPROM, the minimum pulse width and the maximum write time are determined by the variation of the cell characteristics and the booster circuit limiter. Therefore, when the integration progresses and the variation of the cell characteristics becomes large. There is a problem that the writing time becomes extremely long.

【0027】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
もので、その目的とするところは、データ消去やデータ
書き込み時におけるトンネル酸化膜の絶縁破壊やリーク
電流の増大を防止することができ、メモリセルの信頼性
向上をはかり得る不揮発性半導体記憶装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to prevent the dielectric breakdown of the tunnel oxide film and the increase of leak current at the time of data erasing and data writing. Another object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device that is capable of improving the reliability of memory cells.

【0028】また、本発明の他の目的は、セル特性がば
らついても書き込み時間の増大を抑制することのできる
書き込みベリファイ方式を有する不揮発性半導体記憶装
置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device having a write verify method capable of suppressing an increase in write time even if cell characteristics vary.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、次のような構成を採用している。即ち本
発明(請求項1)は,不揮発性半導体記憶装置におい
て、電気的書き替え消去可能な複数のメモリセルがマト
リックス状に配置されたメモリセルアレイと、前記メモ
リセルのドレインに接続された複数のビット線と、前記
メモリセルの制御ゲートである複数のワード線と、ペー
ジ書き込みの時に、選択された前記ワード線に第1書き
込み電位を印加し、前記選択ワード線に接続され、書き
込みを行うメモリセルが接続されるビット線に第1ビッ
ト線電位を印加し、前記選択ワード線に接続され、書き
込みを行わないメモリセルが接続されるビット線に第2
ビット線電位を印加する書き込み手段と、前記書き込み
手段によって書き込まれた情報を読み、書き込み不足の
メモリセルがある場合には再び前記書き込み手段によっ
て再書き込みを行い、書き込みの回数に応じて第1書き
込み電位を順次上昇させる再書き込み手段と、を具備し
てなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration. That is, according to the present invention (claim 1), in a nonvolatile semiconductor memory device, a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells are arranged in a matrix, and a plurality of memory cells connected to the drains of the memory cells. A bit line, a plurality of word lines that are control gates of the memory cells, and a memory that is connected to the selected word line and applies a first write potential to the selected word line at the time of page writing and performs writing. A first bit line potential is applied to a bit line to which a cell is connected, and a second bit line is connected to a bit line connected to the selected word line and to which a memory cell not to be written is connected.
The writing means for applying the bit line potential and the information written by the writing means are read, and if there is a memory cell in which writing is insufficient, rewriting is performed by the writing means again, and the first writing is performed according to the number of times of writing. Rewriting means for sequentially increasing the potential.

【0030】また本発明(請求項10)は、不揮発性半
導体記憶装置において、半導体基板と、前記半導体基板
の表面に形成されたソース及びドレイン領域と、前記半
導体基板上に順次積層された第1ゲート絶縁膜と、電荷
蓄積層と、第2ゲート絶縁膜と、制御ゲートとを有し、
前記電荷蓄積層と前記半導体基板との電荷の授受により
電気的書き替えが可能なメモリセルと、データを消去す
る場合に、1回目に前記半導体基板に高電位を与え、前
記制御ゲートに中間電位を与え、2回目以降は前記半導
体基板に高電位を与え、前記制御ゲートに低電位を与え
て、前記電荷蓄積層から電荷を引き抜く手段と、を具備
してなることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in a nonvolatile semiconductor memory device, a semiconductor substrate, source and drain regions formed on the surface of the semiconductor substrate, and a first semiconductor layer sequentially stacked on the semiconductor substrate. A gate insulating film, a charge storage layer, a second gate insulating film, and a control gate,
A memory cell that is electrically rewritable by exchanging charges between the charge storage layer and the semiconductor substrate, and when erasing data, first applies a high potential to the semiconductor substrate and an intermediate potential to the control gate. Is applied to the semiconductor substrate for the second time and thereafter, and a low potential is applied to the control gate to extract electric charges from the charge storage layer.

【0031】また本発明(請求項12)は、不揮発性半
導体記憶装置において、半導体基板と、前記半導体基板
の表面に形成されたソース及びドレイン領域と、前記半
導体基板上に順次積層された第1ゲート絶縁膜と、電荷
蓄積層と、第2ゲート絶縁膜と、制御ゲートとを有し、
前記電荷蓄積層と前記半導体基板との間の電荷の授受に
より電気的書き替えが可能な複数のメモリセルと、前記
メモリセルはマトリックス状に配置されていて、データ
を消去する場合に、1回目に前記半導体基板及び非選択
メモリセルの制御ゲートに高電位を与え、選択メモリセ
ルの制御ゲートに中間電位を与え、2回目以降は前記半
導体基板及び非選択メモリセルの制御ゲートに高電位を
与え、選択メモリセルの制御ゲートに中間電位より低い
電位を与えて、前記電荷蓄積層から電荷を引き抜く手段
と、を具備してなることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in a nonvolatile semiconductor memory device, a semiconductor substrate, source and drain regions formed on the surface of the semiconductor substrate, and a first semiconductor layer sequentially laminated on the semiconductor substrate. A gate insulating film, a charge storage layer, a second gate insulating film, and a control gate,
A plurality of memory cells that can be electrically rewritten by exchanging charges between the charge storage layer and the semiconductor substrate and the memory cells are arranged in a matrix, and the first time when erasing data. A high potential is applied to the control gates of the semiconductor substrate and the non-selected memory cell, an intermediate potential is applied to the control gate of the selected memory cell, and a high potential is applied to the control gates of the semiconductor substrate and the non-selected memory cell from the second time onward. A means for applying a potential lower than the intermediate potential to the control gate of the selected memory cell to extract the charge from the charge storage layer.

【0032】また本発明(請求項14)は、電気的書き
替え消去可能な複数のメモリセルがマトリックス状に配
置されたメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイの
ドレインに接続されたビット線を複数持ち、前記メモリ
セルの制御ゲートに接続されたワード線を複数持ち、前
記同一ワード線に接続された複数のメモリセルに対し
て、各メモリセル毎に、異なるプログラム若しくは消去
パルスを印加することによって、上記選択メモリセルを
同一動作内にプログラム若しくは消去する手段と、を具
備してなることを特徴とする。
The present invention (claim 14) has a memory cell array in which a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells are arranged in a matrix, and a plurality of bit lines connected to the drain of the memory cell array. By having a plurality of word lines connected to the control gates of the memory cells and applying different program or erase pulses to each of the memory cells connected to the same word line, Means for programming or erasing the selected memory cell within the same operation.

【0033】[0033]

【作用】本発明(請求項1〜9)は、ベリファイ書き込
み回数に応じて、選択ブロックの選択制御ゲートに印加
する書き込み電圧Vpp、及び選択ブロックの非選択制御
ゲートに印加するビット線電位転送用VM 、“1”書き
込みセルに与えるビット線電位VbitH等を制御すること
を特徴とする。具体的には所定の書き込み回数を検知し
て、これらの電圧を所定の範囲で上げていく。例えば、
Vppパルスは従来20V−20V−20V−と同設定電
圧の繰り返しであったが、本発明では19V−20V−
21V−21V−と、1V刻みで19Vから21Vまで
順次設定電圧を上げていく。さらに、VM 及びVbitHを
Vppとの間の所定の関係に従って設定電圧電圧を上げ
る。
According to the present invention (claims 1 to 9), the write voltage Vpp applied to the selection control gate of the selected block and the bit line potential transfer applied to the non-selection control gate of the selected block according to the number of times of verify writing. VM, the bit line potential VbitH applied to the "1" write cell, etc. are controlled. Specifically, a predetermined number of times of writing is detected and these voltages are increased within a predetermined range. For example,
The Vpp pulse had the same set voltage as the conventional 20V-20V-20V-, but in the present invention, 19V-20V-.
21V-21V-, and the set voltage is sequentially increased from 19V to 21V in steps of 1V. Further, the set voltage voltage is increased according to a predetermined relationship between VM and VbitH with Vpp.

【0034】このような構成により,次のような効果が
得られる。第1に、最初の書き込み電位を低くする効果
について述べる。1回目の書き込み電圧の設定は従来よ
り1V下げられている。リミッタが高電圧方向にばらつ
いた場合(+0.5V)、従来は20Vの設定に対し2
0.5Vの電圧が出力された。よって,40usec で最
も書き込まれやすいメモリセルは,しきい値分布の許容
上限である2Vに達してしまう。そして、このパルス幅
が最小パルス幅を決定していた。
With this structure, the following effects can be obtained. First, the effect of lowering the initial write potential will be described. The setting of the write voltage for the first time is lowered by 1V from the conventional one. If the limiter varies in the high voltage direction (+ 0.5V), it is 2 with respect to the conventional setting of 20V.
A voltage of 0.5V was output. Therefore, the memory cell that is most easily written in 40 usecs reaches 2V which is the upper limit of the threshold distribution. Then, this pulse width determines the minimum pulse width.

【0035】しかし本発明では、リミッタが高電圧方向
にばらついても、1回目の書き込み電圧の設定は従来よ
り1V下げられているので、最も書き込みやすいメモリ
セルでもしきい値が2Vを越えるのは200usec 以上
である(図15参照)。言い換えると、40usec の書
き込みパルスならば、リミッタの出力電圧が1.5V以
上高い方向にずれてもしきい値分布の許容上限を越えな
い。この結果、リミッタのプロセス制御が容易になり歩
留まりを向上させる。
However, according to the present invention, even if the limiter varies in the high voltage direction, the setting of the first write voltage is lowered by 1V as compared with the conventional one, so that the threshold value of 2V is exceeded even in the memory cell that is the easiest to write. It is 200 usec or more (see FIG. 15). In other words, with the write pulse of 40 usec, the allowable upper limit of the threshold distribution is not exceeded even if the output voltage of the limiter shifts by 1.5 V or more. As a result, the process control of the limiter is facilitated and the yield is improved.

【0036】第2に、2回目,3回目と書き込み電圧を
上げていく効果について述べる。今度はリミッタが低電
圧方向にばらついた場合に関して考える。従来は20V
の設定に対し19.5Vの電圧が出力されるとした。こ
の場合、最も書き込みの遅いメモリセルがしきい値の許
容下限0.5Vまで書き込まれるには400usec の時
間を必要とし、上記のように最小パルス幅が40usec
の場合には最大10回の書き込みとベリファイを繰り返
す必要があった。
Secondly, the effect of increasing the write voltage for the second and third times will be described. Next, consider the case where the limiter varies in the low voltage direction. Conventionally 20V
It is assumed that a voltage of 19.5V is output for the setting of. In this case, it takes 400 μsec to write the slowest write memory cell to the threshold lower limit of 0.5 V, and as described above, the minimum pulse width is 40 μsec.
In this case, it was necessary to repeat writing and verifying up to 10 times.

【0037】しかし本発明によれば、書き込み電圧を徐
々に上げるので、1回目の書き込みパルスは従来より低
い電圧が出力されてしまうが、2回目,3回目と書き込
み電圧が上がるために3回目以降電圧を固定するとして
も、図15の実線太線に従って40usec ,5回の書き
込みでしきい値の許容下限0.5Vまで書き込まれる。
この書き込み時間は、正味の書き込み時間と比較して1
/2になっている。そして、この書き込み時間の短縮効
果はベリファイしない場合のしきい値分布(上記では±
1Vで計算してきた)が広くなればなるほどその効果は
大きくなる。
However, according to the present invention, since the write voltage is gradually increased, a lower voltage than the conventional one is output in the first write pulse, but the write voltage is increased in the second and third times, and the third and subsequent times. Even if the voltage is fixed, according to the thick solid line in FIG. 15, writing is performed up to the threshold of the lower limit of 0.5 V by writing 5 times for 40 usec.
This writing time is 1 compared to the net writing time.
It is / 2. The effect of shortening the writing time is the threshold distribution in the case of not verifying (±
The larger the value (calculated at 1 V), the greater the effect.

【0038】第3に、メモリセルの信頼性に関して述べ
る。メモリセルの劣化現象には、書き込み時にトンネル
酸化膜にかかる最大電界が大きく関係していることが知
られている。従来方法でリミッタが高電圧方向にばらつ
いた場合における最も書き込みされやすいメモリセルに
ついて考える。1回目の書き込み前にはメモリセルは消
去状態で負のしき値を有している。書き込まれやすいメ
モリセルは通常消去されやすいメモリセルであるので、
深い負のしきい値を有する。これに高電圧方向にばらつ
いた書き込み電圧が印加されると、トンネル酸化膜に非
常に大きい電界が加わりメモリセルに劣化が生じる。
Third, the reliability of the memory cell will be described. It is known that the deterioration phenomenon of the memory cell is greatly related to the maximum electric field applied to the tunnel oxide film during writing. Consider a memory cell that is most easily written when the limiter varies in the high voltage direction by the conventional method. Before the first writing, the memory cell has a negative threshold value in the erased state. Since memory cells that are easily written are usually easily erased,
It has a deep negative threshold. When a write voltage varying in the high voltage direction is applied to this, a very large electric field is applied to the tunnel oxide film, and the memory cell is deteriorated.

【0039】しかし本発明によれば、1回目の書き込み
電圧を下げてあるので、従来方法に比べて小さい電界し
かトンネル酸化膜に印加されず、これによりメモリセル
の劣化が抑えられる。
However, according to the present invention, since the first write voltage is lowered, only a smaller electric field is applied to the tunnel oxide film as compared with the conventional method, which suppresses the deterioration of the memory cell.

【0040】第4に、Vppの増加に対して、選択ブロッ
クの非選択制御ゲートに印加するビット線電位転送用電
圧VM 、及び“1”書き込みセルに与えるビット線電位
VbitHを増加させる点に関して述べる。
Fourthly, the point that the bit line potential transfer voltage VM applied to the non-selected control gate of the selected block and the bit line potential VbitH applied to the "1" write cell are increased with respect to the increase of Vpp will be described. .

【0041】“1”データセル及び“0”書き込みセル
で書き込みが終了したセルに対しては、制御ゲートにV
pp、ソースドレインにVbitHを与え、電荷が注入されな
いようにしている。従って、Vppの増加に対してはVbi
tHを上げれば誤書き込みを防ぐことが可能である。よっ
て、VbitHが転送されるよう非選択ゲートの電圧VMも
増加させる。但し、非選択制御ゲートに接続されている
メモリセルはゲートにVM 、ソースドレインにVssとい
う弱い書き込みモードにさらされるので、ここで誤書き
が発生しないようVpp,VbitHをバランス良く増加させ
ることが必要となる。
For the "1" data cell and the cell for which writing has been completed in the "0" write cell, V is applied to the control gate.
VbitH is applied to pp and source / drain to prevent charges from being injected. Therefore, for an increase in Vpp, Vbi
Increasing tH can prevent erroneous writing. Therefore, the voltage VM of the non-selected gate is also increased so that VbitH is transferred. However, since the memory cell connected to the non-selection control gate is exposed to a weak write mode in which VM is applied to the gate and Vss is applied to the source / drain, it is necessary to increase Vpp and VbitH in a balanced manner so that erroneous writing does not occur. Becomes

【0042】以上のように本発明によれば、メモリセル
の信頼性向上と書き込みの高速化が同時に達成できる。
本発明者らは、このようにプログラム特性の遅いセルと
速いセルに対してビット毎に最適なVppでプログラムを
行う方法を高速ビット毎プログラム法と呼ぶことにす
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously improve the reliability of the memory cell and increase the writing speed.
The inventors of the present invention call such a method for programming cells with slow and fast programming characteristics at an optimum Vpp for each bit as a high-speed bit-by-bit programming method.

【0043】次に、本発明(請求項3)の作用について
説明する。データ書き込み或いはデータ消去をメモリセ
ルのゲート絶縁膜全体にF−Nトンネル電流を流し、電
荷蓄積層に負電荷或いは正電荷を蓄積させることにより
行っているEEPROMにおいて、一般にゲート絶縁膜
にF−Nトンネル電流を流していくと、低電界側でのリ
ーク電流が増大し、データ保持特性が劣化することが知
られている。また、このゲート絶縁膜の劣化の程度は、
ゲート絶縁膜に掛かる電界に依存し、電界を小さくすれ
ば劣化の程度も小さく抑えることが可能であることも知
られている。
Next, the operation of the present invention (claim 3) will be described. In an EEPROM in which data is written or erased by flowing an F-N tunnel current through the entire gate insulating film of a memory cell to store negative charges or positive charges in a charge storage layer, F-N is generally used in the gate insulating film. It is known that as the tunnel current is passed, the leak current on the low electric field side increases and the data retention characteristic deteriorates. The degree of deterioration of this gate insulating film is
It is also known that depending on the electric field applied to the gate insulating film, the degree of deterioration can be suppressed to a small level by reducing the electric field.

【0044】ところで、メモリセルにおいて、基板と電
荷蓄積層で作られるコンデンサの容量をC1 、電荷蓄積
層と制御ゲートで作られる容量をC2 とし、書き込み時
に制御ゲートにかかる電位をVpp、C1 にかかる電位差
をV1 、電荷蓄積層に蓄積されている電荷をQとし、さ
らにゲート絶縁膜の厚さをToxとした時ゲート絶縁膜に
かかる電界Eoxは Eox=(Q+C2 Vpp)/(C1 +C2 ) となる。
In the memory cell, the capacitance of the capacitor formed by the substrate and the charge storage layer is C1, the capacitance formed by the charge storage layer and the control gate is C2, and the potential applied to the control gate at the time of writing is Vpp and C1. When the potential difference is V1, the charge stored in the charge storage layer is Q, and the thickness of the gate insulating film is Tox, the electric field Eox applied to the gate insulating film is Eox = (Q + C2 Vpp) / (C1 + C2) .

【0045】nチャネルのセルトランジスタを用いたE
EPROMの場合、書き込みは電荷蓄積層に電子を注入
し、負の電荷を蓄えることによってなされるので、Eox
は書き込みが進むにつれて小さくなることが分かる。こ
の時、電子の注入はF−Nトンネル電流によっており、
F−Nトンネル電流の強度はゲート(トンネル)絶縁膜
にかかる電界Eoxに強く比例している。従って、書き込
みが進むについれてEoxが小さくなるということは、書
き込みが進むにつれて電子の注入効率が悪くなることを
示している。
E using n-channel cell transistor
In the case of EPROM, writing is performed by injecting electrons into the charge storage layer and storing negative charges, so Eox
It can be seen that becomes smaller as the writing progresses. At this time, the injection of electrons depends on the F-N tunnel current,
The intensity of the F-N tunnel current is strongly proportional to the electric field Eox applied to the gate (tunnel) insulating film. Therefore, the fact that Eox becomes smaller as the writing progresses means that the electron injection efficiency becomes worse as the writing progresses.

【0046】つまり、Vppとして大きな値が必要である
のはむしろ、書き込みがある程度進んだ時点であって、
書き込みの初期においては、Vppをある程度小さく取っ
ても充分な注入効率は得られる。同時に、書き込み初期
のVppを下げることによってゲート絶縁膜にかかる電界
Eoxの最大値を小さく抑えることができ、ゲート絶縁膜
の劣化を少なくすることができるという利点が生じる。
より具体的には、書き込み動作時の複数パルスのうちの
初回のパルスの立ち上がり時間を大きくとってやること
によってこの効果が得られる。立ち上がり時間を大きく
とる程、期待される効果も大きいが、書き込み速度との
兼ね合いで、あまり大きくするのは現実的ではない。
In other words, a large value for Vpp is required rather at the time when writing has advanced to some extent,
At the beginning of writing, sufficient injection efficiency can be obtained even if Vpp is made small to some extent. At the same time, by lowering Vpp in the initial stage of writing, the maximum value of the electric field Eox applied to the gate insulating film can be suppressed to a small value, and there is an advantage that deterioration of the gate insulating film can be reduced.
More specifically, this effect is obtained by increasing the rising time of the first pulse of the plurality of pulses during the write operation. The larger the rise time, the greater the expected effect, but it is not realistic to make it too large in consideration of the writing speed.

【0047】2回目以降のパルスによる書き込みの際に
は、電荷蓄積層にはある程度電荷が溜まっているため、
パルスの立ち上がりを遅くしてもゲート絶縁膜の劣化に
対する効果は初回ほど期待できず、もはやパルスの立ち
上がり時間を大きくとる必要はない。初回パルスの立ち
上がり時間をどのくらい大きくするかというのは、書き
込み速度との兼ね合いにより決まるが、少なくとも初回
パルスの立ち上がりを通常の立ち上がり(2回目以降の
パルス立ち上がり)より遅くしてやれば、ゲート絶縁膜
の劣化を通常の書き込みに比べて小さく抑えることがで
きる。
At the time of writing by the pulse for the second time and thereafter, charges are accumulated in the charge storage layer to some extent.
Even if the pulse rise is delayed, the effect on the deterioration of the gate insulating film cannot be expected as much as the first time, and it is no longer necessary to take a long pulse rise time. How long the rise time of the first pulse is made depends on the balance with the writing speed, but if the rise of the first pulse is made at least slower than the normal rise (pulse rise after the second pulse), the deterioration of the gate insulating film will occur. Can be kept small compared to normal writing.

【0048】また、本発明(請求項10,12)におい
て、データ消去を行う前は、メモリセルのデータは、
“1”若しくは“0”データとなっている。ここで、
“0”データを持っているメモリセルのしきい値は、基
準電位よりも高くなっている。つまり、電荷蓄積層には
電子が多く注入されている。この後、基板により高い電
位を印加することにより、電子を電荷蓄積層から基板へ
放出させることにより、データを消去するのだが、
“0”データの場合は電荷蓄積層中に電子が入っている
ため、トンネル酸化膜に印加される電界がより強くなっ
ている。
In the present invention (claims 10 and 12), before erasing data, the data of the memory cell is
It is "1" or "0" data. here,
The threshold value of the memory cell having “0” data is higher than the reference potential. That is, many electrons are injected into the charge storage layer. After that, by applying a higher potential to the substrate, electrons are emitted from the charge storage layer to the substrate to erase the data.
In the case of “0” data, electrons are contained in the charge storage layer, so that the electric field applied to the tunnel oxide film is stronger.

【0049】そこで本発明によれば、第1回目の消去動
作で基板に高電位(Hレベル)を与え、制御ゲートに中
間電位(Mレベル)を与えることにより、実際にゲート
・基板間に印加される電圧が(H−M)となり、トンネ
ル酸化膜に印加されるピーク電界が減少される。この時
にしきい値は、負の方向へ移動し電荷蓄積層の電子数は
減少する。第2回目の消去動作では例えば基板にHレベ
ルを与え、制御ゲートにL(若しくはMよりも低い電
位)を与えることにより、印加電圧は大きくなるもの
の、この時には電荷蓄積層からは電子が抜けており蓄積
層の電位は下がっているため、トンネル酸化膜に印加さ
れるピーク電界は抑えられる。このようにして、トンネ
ル酸化膜に印加されるピーク電界が抑えられ、絶縁破壊
及びリーク電流の増大といった問題を改善できる。
Therefore, according to the present invention, by applying a high potential (H level) to the substrate and an intermediate potential (M level) to the control gate in the first erase operation, the voltage is actually applied between the gate and the substrate. The applied voltage becomes (HM), and the peak electric field applied to the tunnel oxide film is reduced. At this time, the threshold value moves in the negative direction and the number of electrons in the charge storage layer decreases. In the second erase operation, for example, by applying H level to the substrate and applying L (or a potential lower than M) to the control gate, the applied voltage increases, but at this time, electrons escape from the charge storage layer. Since the potential of the storage layer is lowered, the peak electric field applied to the tunnel oxide film can be suppressed. In this way, the peak electric field applied to the tunnel oxide film is suppressed, and problems such as dielectric breakdown and increase in leak current can be improved.

【0050】[0050]

【実施例】まず、実施例を説明する前に、本発明の基本
概念について説明する。本発明の骨子は、書き込み動作
とビット毎ベリファイ動作のサイクルを繰り返しなが
ら、書き込み電圧Vppを徐々に高める(又は、選択ゲー
トの電圧Vppを徐々に下げる)ことにある。
First, the basic concept of the present invention will be described before describing the embodiments. The essence of the present invention is to gradually increase the write voltage Vpp (or gradually decrease the select gate voltage Vpp) while repeating the cycle of the write operation and the verify operation for each bit.

【0051】本発明の特徴を、図1〜図3を参照して説
明する。本例において、最もしきい値の低いメモリセル
(即ち、最も書き込まれにくいメモリセルM2 )のしき
い値を、Vth=−4V(図1のE0)、最もしきい値の
高いメモリセル(即ち、最も書き込まれ易いメモリセル
M1 )のしきい値を、Vth=−1V(図1のF0)と
し、“0”書き込み、メモリセルのしきい値Vthを0.
5〜2Vの範囲とする場合を説明する。
The features of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the threshold of the memory cell having the lowest threshold (that is, the memory cell M2 that is the least likely to be written) is Vth = -4V (E0 in FIG. 1), and the memory cell having the highest threshold (that is, E0). , The threshold value of the memory cell M1 which is most easily written is set to Vth = -1V (F0 in FIG. 1), "0" is written, and the threshold value Vth of the memory cell is set to 0.
The case of setting the voltage in the range of 5 to 2V will be described.

【0052】まず、あるページ(又はチップ)が選択さ
れる。選択されたページの各メモリセルに書き込むデー
タに従って、“0”書き込みであればVss(例えば0
V)を、“1”書き込みであればVbitH(例えば10
V)を各メモリセルに接続されたビット線に印加する。
この時、各メモリセルはプロセスばらつき、以前の使用
状況によりしきい値にばらつきがある。
First, a page (or chip) is selected. According to the data to be written in each memory cell of the selected page, if "0" is written, Vss (for example, 0
If "1" is written to V), VbitH (for example, 10)
V) is applied to the bit line connected to each memory cell.
At this time, each memory cell has a variation in the threshold due to the process variation and the previous usage.

【0053】選択ワード線(即ち、選択メモリセルの制
御ゲート)に高電圧Vpp(=18.5V)を印加して、
第1回目の書き込みを行う。第1回目の書き込みが終了
した時点で、メモリセルのしきい値Vthが終了の判断レ
ベルになっているかどうかメモリセル毎にチェックする
(ベリファイ)。この時に、メモリセルM1 のしきい値
Vthは、1V(E1)であり、所定の範囲内にしきい値
が入る。しかし、メモリセルM2 のしきい値Vthは、−
2V(F1)であり、しきい値Vthが所定の範囲内にな
いので、書き込みが終了していないと判断される。
A high voltage Vpp (= 18.5V) is applied to the selected word line (that is, the control gate of the selected memory cell),
The first writing is performed. At the time when the first writing is completed, it is checked for each memory cell whether the threshold value Vth of the memory cell is at the judgment level of completion (verify). At this time, the threshold Vth of the memory cell M1 is 1V (E1), and the threshold falls within a predetermined range. However, the threshold Vth of the memory cell M2 is −
Since it is 2V (F1) and the threshold value Vth is not within the predetermined range, it is determined that the writing is not completed.

【0054】再び、書き込みを行わないメモリセル(図
示しない)と、書き込みの終了したメモリセルに接続さ
れたビット線に10Vを、書き込みが終了していないメ
モリセルに接続されたビット線に0Vを印加し、選択ワ
ード線に第1回目に印加した電圧より高い一定の電圧V
pp(例えば、19.5V)を印加して第2回目の書き込
みを行う。第2回目の書き込みにより、メモリセルM1
のしきい値Vthは、3V(F3)であり、所定の範囲内
にしきい値が入る。しかし、メモリセルM2 のしきい値
Vthは、−0.5V(E3)であり、しきい値Vthが所
定の範囲内にないので、書き込みが終了していないと判
断される。
Again, 10V is applied to the bit line connected to the memory cell (not shown) where writing is not performed and the memory cell where writing is completed, and 0V is applied to the bit line connected to the memory cell where writing is not completed. A constant voltage V applied to the selected word line, which is higher than the first voltage applied to the selected word line.
The second writing is performed by applying pp (eg, 19.5 V). By the second write, the memory cell M1
Has a threshold value Vth of 3V (F3), which falls within a predetermined range. However, the threshold value Vth of the memory cell M2 is -0.5 V (E3), and the threshold value Vth is not within the predetermined range. Therefore, it is determined that the writing is not completed.

【0055】メモリセルM2 の書き込みを行うために、
選択ワード線に第2回目に印加した電圧より高い一定の
電圧Vpp(例えば、20.5V)を印加して第3回目の
書き込みを行う。以後、最も書き込まれにくいメモリセ
ルM2 の書き込みが終了するまで(所定の範囲内にしき
い値が入るまで)、選択ワード線の電圧を徐々に上げな
がら、ベリファイと書き込みを行う。従って、プログラ
ム特性の遅いセルは,21.5Vで、プログラム特性の
速いセルは、19.5Vで、プログラムされ、ページプ
ログラムを行いながらビット毎に最適なVppでプログラ
ムされることになる。この方法を本発明者らはビット毎
ベリファイ−電圧上昇法と呼ぶ。
In order to write to the memory cell M2,
A constant voltage Vpp (for example, 20.5 V) higher than the voltage applied the second time is applied to the selected word line to perform the third writing. After that, verification and writing are performed while gradually increasing the voltage of the selected word line until the writing of the memory cell M2, which is the hardest to be written, is completed (until the threshold value falls within a predetermined range). Therefore, a cell having a slow program characteristic is programmed at 21.5V, and a cell having a fast program characteristic is programmed at 19.5V, which is programmed at an optimum Vpp for each bit while performing page programming. The present inventors call this method a bit-by-bit verify-voltage rise method.

【0056】上記のようにすることにより、ビット毎ベ
リファイ−固定電圧法のようにメモリセルのオーバープ
ログラムがなくなると共に、チップ毎ベリファイ−電圧
上昇法のように、プログラム時間が長くなることを防止
できる。
By doing so, it is possible to eliminate the over-programming of the memory cell as in the bit-by-bit verify-fixed voltage method and prevent the programming time from being long as in the chip-by-chip verify-voltage rising method. .

【0057】図2は、プログラム時間と、メモリセルの
書き込み後のしきい値の幅との関係を示すグラフであ
る。縦軸はプログラム時間を示し、横軸はしきい値電圧
のばらつきの範囲を示す。図2において、曲線Aがチッ
プ毎ベリファイ−電圧上昇法の場合、曲線Bがビット毎
ベリファイ−固定電圧法の場合、曲線Cが本発明の場合
を示す。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the programming time and the threshold width after writing to the memory cell. The vertical axis represents the program time, and the horizontal axis represents the range of variation in threshold voltage. In FIG. 2, the curve A shows the case of the chip-by-chip verify-voltage rise method, the curve B shows the case of the bit-by-bit verify-fixed voltage method, and the curve C shows the case of the present invention.

【0058】チップ毎ベリファイ−電圧上昇法の場合に
は、各メモリセルに対するしきい値の幅は、プログラム
によって修正することはできず、プログラム時間にあh
にはよらない。
In the case of the chip-by-chip verify-voltage rise method, the threshold width for each memory cell cannot be modified by the program, and the h
It doesn't depend on.

【0059】ビット毎ベリファイ−固定電圧法の場合に
は、書き込み後の各メモリセルのしきい値のばらつきを
小さくしようとすればするほど、書き込みに時間がかか
る。例えば、しきい値の幅が2Vの場合には、約500
μsec でよいが、1Vにすると約3倍の時間を要する。
In the case of the bit-by-bit verify-fixed voltage method, the more time it takes to write data, the smaller the variation in threshold value of each memory cell after writing. For example, when the threshold width is 2V, about 500
μsec is sufficient, but it takes about 3 times as long as 1V.

【0060】本発明は、上記の2方法と比較して、しき
い値のばらつきを0.5Vにした場合でも、約300μ
sec であるので、長時間要することなく、しきい値のば
らつきを少なくして書き込みができる。
According to the present invention, as compared with the above-mentioned two methods, even when the threshold variation is set to 0.5 V, about 300 μ.
Since it is sec, it is possible to write with less variation in threshold value without requiring a long time.

【0061】図3は、最大電界(ピーク電界)と結合係
数との関係を示すグラフである。縦軸が最大電界を示
し、横軸は結合係数を示す。図3において、曲線の種類
は図2と同じであるので、説明は省略する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the maximum electric field (peak electric field) and the coupling coefficient. The vertical axis represents the maximum electric field, and the horizontal axis represents the coupling coefficient. In FIG. 3, the types of curves are the same as those in FIG. 2, so description will be omitted.

【0062】図3によれば、曲線Aと曲線Cとは、ほぼ
同じ特性を示している。曲線Bは、結合係数が大きくし
ようとすると、最大電界も大きくなる(例えば、結合係
数が0.5の場合に、曲線A及び曲線Cの約1.2倍)
ので、トンネル酸化膜に印加されるピーク電界が高くな
ると共に、絶縁破壊及びリーク電流の増大といった問題
が生じる。
According to FIG. 3, the curve A and the curve C show almost the same characteristics. In the curve B, when the coupling coefficient is increased, the maximum electric field is also increased (for example, when the coupling coefficient is 0.5, about 1.2 times the curves A and C).
Therefore, the peak electric field applied to the tunnel oxide film becomes high, and problems such as dielectric breakdown and increase in leak current occur.

【0063】以下、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図4は、本発明の一実施例に係わるNANDセ
ル型EEPROMのシステム構成を示すブロック図であ
る。1がEEPROMチップであり、2はこれらのEE
PROMチップ1のデータ書き替えを制御するための制
御回路LSIチップである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of a NAND cell type EEPROM according to an embodiment of the present invention. 1 is an EEPROM chip and 2 is these EEs
This is a control circuit LSI chip for controlling data rewriting of the PROM chip 1.

【0064】図5(a)(b)は、図4の具体的なシス
テム構成例であるLSIメモリカードの斜視図と平面図
である。ここでは、カード本体3に4個のEEPROM
チップ1と1個の制御回路LSIチップ2を搭載してい
る。4が外部端子である。
FIGS. 5A and 5B are a perspective view and a plan view of an LSI memory card which is a specific system configuration example of FIG. Here, four EEPROMs are provided in the card body 3.
A chip 1 and a control circuit LSI chip 2 are mounted. 4 is an external terminal.

【0065】図6は、本実施例におけるNAND型EE
PROMの回路構成を示すブロック図である。メモリセ
ルアレイ21に対して、データ書き込み及び読み出しを
行うためにビット線制御回路26が設けられている。こ
のビット線制御回路26は、データ入出力バッファ25
につながる。制御ゲート制御回路23は、メモリセルア
レイ21のロウデコーダ22によって選択される制御ゲ
ート線に、データを書き込み,消去,読み出し及びベリ
ファイの各動作に対応して所定の制御信号を出力するも
のである。基板電位制御回路24は、セルが構成される
p型ウェルを通常は0V、消去時にはVpp(〜20V)
に制御するものである。入力されたアドレスはアドレス
バッファ28を通してロウデコーダ23及びカラムデコ
ーダ27に伝達される。
FIG. 6 shows a NAND type EE in this embodiment.
It is a block diagram which shows the circuit structure of PROM. A bit line control circuit 26 is provided to write and read data to and from the memory cell array 21. The bit line control circuit 26 includes a data input / output buffer 25.
Leads to. The control gate control circuit 23 outputs a predetermined control signal to the control gate line selected by the row decoder 22 of the memory cell array 21 in response to each of data write, erase, read and verify operations. The substrate potential control circuit 24 normally sets the p-type well in which the cell is formed to 0 V, and erases Vpp (up to 20 V).
To control. The input address is transmitted to the row decoder 23 and the column decoder 27 through the address buffer 28.

【0066】なお、図には示さないが、データ書き込
み,消去及び読み出しに対応し、制御ゲート線,ビット
線,基板等にそれぞれ必要な書き込み電位Vw,消去電
位Ve及び中間電位Vmを与える書き込み電位発生回
路,消去電位発生回路,中間電位発生回路等が設けられ
ている。
Although not shown in the figure, a write potential corresponding to data writing, erasing and reading, which gives necessary write potential Vw, erase potential Ve and intermediate potential Vm to the control gate line, bit line, substrate, etc., respectively. A generation circuit, an erase potential generation circuit, an intermediate potential generation circuit, etc. are provided.

【0067】図7(a)(b)は、メモリセルアレイの
一つのNANDセル部分の平面図と等価回路図であり、
図8(a)(b)はそれぞれ図7(a)のA−A′及び
B−B′断面図である。素子分離酸化膜12で囲まれた
p型シリコン基板(又はp型ウェル)11に、複数のN
ANDセルからなるメモリセルアレイが形成されてい
る。一つのNANDセルに着目して説明するとこの実施
例では、8個のメモリセルM1 〜M8 が直列接続されて
一つのNANDセルを構成している。メモリセルはそれ
ぞれ、基板11にゲート酸化膜13を介して浮遊ゲート
14(141 ,142 ,…,148 )が形成され、この
上に層間絶縁膜15を介して制御ゲート16(161
162 ,…,168 )が形成されて、構成されている。
これらのメモリセルのソース,ドレインであるn型拡散
層19は、隣接するもの同士共有する形でメモリセルが
直列接続されている。
7A and 7B are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of the memory cell array,
8A and 8B are cross-sectional views taken along line AA 'and BB' of FIG. 7A, respectively. A plurality of N's are formed on the p-type silicon substrate (or p-type well) 11 surrounded by the element isolation oxide film 12.
A memory cell array composed of AND cells is formed. Explaining one NAND cell, in this embodiment, eight memory cells M1 to M8 are connected in series to form one NAND cell. In each memory cell, a floating gate 14 (14 1 , 14 2 , ..., 14 8 ) is formed on a substrate 11 via a gate oxide film 13, and a control gate 16 (16 1
16 2 , ..., 16 8 ) are formed and configured.
The n-type diffusion layers 19 which are the sources and drains of these memory cells are connected in series so that adjacent ones are shared with each other.

【0068】NANDセルのドレイン側,ソース側には
それぞれ、メモリセルの浮遊ゲート,制御ゲートと同時
に形成された選択ゲート149 ,169 及び1410,1
10が設けられている。素子形成された基板上はCVD
酸化膜17により覆われ、この上にビット線18が配設
されている。ビット線18は、NANDセルの一端のド
レイン拡散層19にはコンタクトさせている。
Select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 1 formed at the same time as the floating gate and the control gate of the memory cell on the drain side and the source side of the NAND cell, respectively.
6 10 are provided. CVD is performed on the substrate on which elements are formed.
The oxide film 17 covers the bit line 18, and the bit line 18 is disposed on the oxide film 17. The bit line 18 is in contact with the drain diffusion layer 19 at one end of the NAND cell.

【0069】行方向に並ぶNANDセルの制御ゲート1
6は共通に制御ゲート線CG1 ,CG2 ,…,CG8 と
して配設されている。これら制御ゲート線はワード線と
なる。選択ゲート149 ,169 及び1410,1610
それぞれ行方向に連続的に選択ゲート線SGs ,SGd
として配設されている。図9は、このようなNANDセ
ルがマトリックス配列されたメモリセルアレイの等価回
路を示している。
Control gate 1 of NAND cells arranged in the row direction
6 are commonly arranged as control gate lines CG1, CG2, ..., CG8. These control gate lines become word lines. The select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 16 10 are also sequentially arranged in the row direction in the select gate lines SGs, SGd.
Is arranged as. FIG. 9 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which such NAND cells are arranged in a matrix.

【0070】図10に、NANDセル型EEPROMの
ロウデコーダの具体的構成を示す。ロウデコーダは、E
タイプ、nチャネルMOSトランジスタQn41,Qn42 及
びEタイプ,pチャネルMOSトランジスタQp11,Qp1
2 からなるイネーブル回路と、Eタイプ,nチャネルM
OSトランジスタQn43,Qn44 及びEタイプ,pチャネ
ルMOSトランジスタQp13,Qp14 からなる転送回路
と、から構成されている。アドレス信号aiとデコーダ
イネーブル信号RDENBによりロウデコーダは活性化
され、ブロックが選択される。消去時にはφERが“H”
となって動作する。また、電圧VppRWは、読み出し時に
VCC、消去/書き込み時にVpp(〜20V)となる。
FIG. 10 shows a specific structure of the row decoder of the NAND cell type EEPROM. The row decoder is E
Type, n-channel MOS transistors Qn41, Qn42 and E type, p-channel MOS transistors Qp11, Qp1
Enable circuit consisting of 2 and E type, n channel M
And a transfer circuit including OS transistors Qn43 and Qn44 and E type p-channel MOS transistors Qp13 and Qp14. The row decoder is activated and the block is selected by the address signal ai and the decoder enable signal RDENB. ΦER is “H” when erasing
And work. Further, the voltage VppRW is Vcc during reading and Vpp (up to 20 V) during erasing / writing.

【0071】Eタイプ,nチャネルMOSトランジスタ
Qn50 〜Qn69 とEタイプ,pチャネルMOSトランジ
スタQp20 〜Qn29 は、選択ゲート電位SG1D、SG2D
と制御ゲート電位CG1D〜CG8D及びVuss の電位を、
ロウデコーダの出力を受けて伝達するトランスファゲー
トである。Vuss ,SG1D,SG2D,CG1D〜CG8Dは
各ロウデコーダに共通な信号である。
The E type, n-channel MOS transistors Qn50 to Qn69 and the E type, p-channel MOS transistors Qp20 to Qn29 have select gate potentials SG1D and SG2D.
And control gate potentials CG1D to CG8D and Vuss potential,
A transfer gate that receives and transmits the output of the row decoder. Vuss, SG1D, SG2D, and CG1D to CG8D are signals common to each row decoder.

【0072】次に、本実施例におけるデータ消去動作に
ついて説明する。図11に、消去時の基板及び制御ゲー
トCG,選択ゲートSGの印加電圧の波形を示す。図1
1に示すように、選択ゲートSG及び非選択のCG'1〜
CG'8はHレベルを1回目,2回目共に出し、選択ワー
ド線のCG1 〜CG8 は1回目はMレベルを、2回目は
Lレベルを出している。
Next, the data erasing operation in this embodiment will be described. FIG. 11 shows the waveforms of the voltages applied to the substrate, the control gate CG, and the select gate SG at the time of erasing. Figure 1
1, the selection gate SG and the non-selected CG'1 to
CG'8 outputs the H level at the first and second times, and the selected word lines CG1 to CG8 output the M level at the first time and the L level at the second time.

【0073】このようにデータの消去動作において、1
回目の消去パルス印加時にはワード線にMレベルを印加
することにより、トンネル酸化膜に印加される電界を低
下させた状態でしきい値を変動させて、2回目以後にト
ンネル酸化膜に高電界を印加することにより、トンネル
酸化膜に印加されるピーク電界を抑え、これによりEE
PROMの信頼性が向上する。
Thus, in the data erasing operation, 1
By applying the M level to the word line at the time of applying the erase pulse for the second time, the threshold value is changed while the electric field applied to the tunnel oxide film is lowered, and a high electric field is applied to the tunnel oxide film after the second time. By applying it, the peak electric field applied to the tunnel oxide film is suppressed, and as a result, the EE
The reliability of the PROM is improved.

【0074】次に、本実施例におけるデータ書込み動作
について説明する。書き込みは、図12に示すフローチ
ャートに従って行われる。即ち、書き込みモードを設定
した後にデータ設定を行い、メモリセルに書き込みを行
う。その後、ベリファイ読み出しを行い、書き込まれた
データが正常か否かを判定し、正常であれば書き込みを
終了する。異常であれば、再度書き込み動作に移る。こ
のときに、後述するように書き込み電位を可変設定す
る。そして、例えば10回の書き込みでも正常に書き込
まれなかった場合は、書き込み異常として終了する。
Next, the data write operation in this embodiment will be described. Writing is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, data is set after setting the write mode, and writing is performed in the memory cell. After that, verify read is performed to determine whether or not the written data is normal, and if normal, the write ends. If it is abnormal, the write operation starts again. At this time, the write potential is variably set as described later. Then, if the writing is not normally performed even after writing 10 times, for example, the writing ends as abnormal writing.

【0075】書き込み時のSGd ,SGs ,CG1 〜C
G8 、ビット線電位の本実施例における関係を(表2)
〜(表5)に示す。ここでは、CG8 が選択されている
とする。また、“1”書き込みは、もともとデータが
“1”の場合と“0”書き込みが終了してこれ以上電子
注入をさせないため“1”書き込みを同じ電圧を印加す
る場合を含む。
SGd, SGs, CG1 to C at the time of writing
The relationship between G8 and the bit line potential in this embodiment (Table 2)
~ (Table 5). Here, it is assumed that CG8 is selected. The "1" write includes the case where the data is originally "1" and the case where the same voltage is applied to the "1" write because the "0" write is completed and no more electrons are injected.

【0076】[0076]

【表2】 [Table 2]

【0077】[0077]

【表3】 [Table 3]

【0078】[0078]

【表4】 [Table 4]

【0079】[0079]

【表5】 [Table 5]

【0080】(表2)は、書き込み電圧を19〜20〜
21Vと2段階に増加させる場合を示している。この場
合、書き込み電圧を2V増加させた時にビット線電位,
及び選択ゲートSGd を1V増加させている。
(Table 2) shows that the write voltage is 19-20.
21V shows a case of increasing in two steps. In this case, when the write voltage is increased by 2V, the bit line potential,
Also, the select gate SGd is increased by 1V.

【0081】(表3)は、書き込み電圧を増加させる
度、ビット線電位,及び選択ゲート電位VM を増加させ
ている。ここで、上記の各電圧は、実施例に限るもので
はなく、適宜変更することが可能である。例えば、上記
例では1Vおきに電圧を増加させたが、0.5Vおき又
は2Vおきでもかまわない。さらに、同じ差分で増加さ
せなくてもよい。増加分を徐々に減らす、例えば19V
−20V−20.5V−20.7Vのように減らしても
よいし、逆に増加分を徐々に増やしてもかまわない。
In Table 3, each time the write voltage is increased, the bit line potential and the select gate potential VM are increased. Here, the above voltages are not limited to those in the embodiment, and can be changed appropriately. For example, in the above example, the voltage is increased every 1V, but it may be increased every 0.5V or every 2V. Furthermore, it is not necessary to increase the same difference. Gradually decrease the increase, for example 19V
It may be decreased like -20V-20.5V-20.7V, or conversely, the increase may be gradually increased.

【0082】また、上記実施例では1回毎に電圧を変え
ているが、例えば2回毎に19−19−20−20−2
1−21Vのように増加させてもよいし、19−20−
20−21−21−21Vと、ある設定回数毎に増加さ
せてもよい。同様に、ビット線電位、VbitH及びVM の
増加方法も多くの自由度を有する。当然、誤書き込みに
対する電圧マージンが十分あれば両者は固定電位でもか
まわない。
In the above embodiment, the voltage is changed once every time, but for example, 19-19-20-20-2 every two times.
It may be increased like 1-21V, or 19-20-
20-21-21-21V, for example, may be increased at every set number of times. Similarly, the method of increasing the bit line potential, VbitH and VM has many degrees of freedom. Of course, both may be fixed potentials as long as there is a sufficient voltage margin for erroneous writing.

【0083】上記実施例の如く増加のタイミングは、必
ずしも書き込み電圧の増加のタイミングと同じである必
要はなく独立に制御してよい。また、上記実施例ではV
ppを徐々に増加させたが、制御ゲートとソース・ドレイ
ン間の電位差を増加するという意味では、書き込み電圧
を固定しておいてビット線電位を低下させていってもよ
い。(表4)の如くビット線電位を段階的に減少させて
もよい。
As in the above-mentioned embodiment, the timing of increase does not necessarily have to be the same as the timing of increase of the write voltage, and may be controlled independently. In the above embodiment, V
Although pp is gradually increased, the bit line potential may be lowered while the write voltage is fixed in the sense that the potential difference between the control gate and the source / drain is increased. The bit line potential may be decreased stepwise as shown in Table 4.

【0084】また、VbitHとVM の両者とも増加させな
くてもよい。例えば、VM は固定でVbitHのみ増加させ
ていってもよい(表5)。但し、増加させたVbitHが選
択メモリセルに転送されなければならない。また、Vbi
tHとVM が同電位でもよい。この場合、ドレイン側選択
ゲートでしきい値落ちするので、ビット線にはしきい値
落ちした電圧が送られる。逆に、SGd に印加するVM
と非選択メモリセルに印加されるVM が異なっていても
よい。
Further, it is not necessary to increase both VbitH and VM. For example, VM may be fixed and only VbitH may be increased (Table 5). However, the increased VbitH must be transferred to the selected memory cell. Also, Vbi
tH and VM may have the same potential. In this case, the threshold voltage drops at the drain side select gate, so that the threshold voltage is sent to the bit line. On the contrary, VM applied to SGd
And VM applied to the non-selected memory cells may be different.

【0085】次に、図13に示すセンスアンプ兼データ
ラッチ回路(FF)をもとに、書き込みベリファイ方式
について説明する。図13に示すように、CMOSフリ
ップフロップからなるセンスアンプ兼データラッチ回路
(FF)があり、その第1の出力がφFにより制御され
るEタイプ,nチャネルMOSトランジスタQn7を介し
て、ビット線BLiに接続されている。ビット線BLi
とVccの間には、フリップフロップFFの第1の出力に
より制御されるEタイプ,nチャネル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チャネ
ルMOSトランジスタQn9が直列接続されている。ま
た、ビット線をプリチャージするEタイプ,pチャネル
MOSトランジスタQp5と、ビット線を放電するEタイ
プ,nチャネルMOSトランジスタQn10 が接続されて
いる。また、フリップフロップFFの第2の出力を入力
とする検知トランジスタQn11 によって、センスライン
VDTCとVssが接続されている。
Next, the write verify method will be described based on the sense amplifier / data latch circuit (FF) shown in FIG. As shown in FIG. 13, there is a sense amplifier / data latch circuit (FF) composed of a CMOS flip-flop, the first output of which is an E-type, n-channel MOS transistor Qn7 controlled by φF, and a bit line BLi. It is connected to the. Bit line BLi
Between Vcc and Vcc, an E type n-channel MOS transistor Qn8 controlled by the first output of the flip-flop FF and an E type n-channel MOS transistor Qn9 controlled by the signal .phi.V are connected in series. Further, an E type p-channel MOS transistor Qp5 for precharging the bit line and an E type n-channel MOS transistor Qn10 for discharging the bit line are connected. The sense line VDTC and Vss are connected by the detection transistor Qn11 which receives the second output of the flip-flop FF.

【0086】書き込み時に、“1”書き込みの場合はF
Fのビット線側ノードに“H”がラッチされ、ビット線
に中間電位が送られる。“0”書き込みの場合は、FF
のビット線側ノードに“L”がラッチされ、ビット線に
VSSが転送される。
At the time of writing, F is written when "1" is written.
"H" is latched at the bit line side node of F, and the intermediate potential is sent to the bit line. FF when writing "0"
"L" is latched at the node on the bit line side of, and VSS is transferred to the bit line.

【0087】書き込み確認動作はQn7を閉じた状態で、
まずプリチャージ信号φPBが“L”となってビット線
をVccにプリチャージする。この状態では書き込みデー
タをFFに保持されている。この後、選択ゲート,制御
ゲートが駆動される。ここで、セルのデータがDタイプ
であれば、ビット線がVssに放電される。また、セルの
データEタイプであれば、ビット線はVccレベルを保
つ。選択ゲート及び制御ゲートがリセットされた後、ベ
リファイ信号φVが“H”となって、“1”データが保
持されているビット線はVcc−Vthに充電される。その
後、FFを構成するCMOSインバータを非活性とした
のち、Gn7をON状態とし、ビット線の電位をセンスし
ラッチし、それを再書き込みのデータとする。
The write confirmation operation is performed with Qn7 closed.
First, the precharge signal φPB becomes "L" to precharge the bit line to Vcc. In this state, the write data is held in the FF. After that, the selection gate and the control gate are driven. If the cell data is D type, the bit line is discharged to Vss. If the cell data type is E, the bit line maintains the Vcc level. After the selection gate and the control gate are reset, the verify signal φV becomes “H”, and the bit line holding the “1” data is charged to Vcc-Vth. After that, after deactivating the CMOS inverter that constitutes the FF, Gn7 is turned on, the potential of the bit line is sensed and latched, and this is used as rewrite data.

【0088】即ち、“1”書き込みのビット線には
“H”が、“0”書き込みのビット線で十分書き込みが
なされたものには“H”がラッチされる。さらに、
“0”書き込みのビット線で、書き込み不十分なものに
対してのみ“L”がラッチされる。再書き込みは、全F
Fのビット線側ノードに“H”がラッチされた状態にな
るまで続く。
That is, "H" is latched to the bit line of "1" write, and "H" is latched to the bit line of "0" write that has been sufficiently written. further,
Only "0" -written bit lines for which insufficient writing is performed are latched with "L". Rewrite all F
This continues until "H" is latched in the node on the bit line side of F.

【0089】これは、以下のようにして検知される。セ
ンスラインSLは全FFの検知トランジスタが接続され
ている。VDTCはpチャネルトランジスタQpkに接続
されている。上述のラッチ終了後Qpkが所定の時間活性
化される。そのとき、全ビット書き込みが完了していれ
ば、検知トランジスタは全てOFF状態となっているの
で、VDTCはVccに充電される。もし、書き込み不足
のセルが残っていると、そのビット線に対応する検知ト
ランジスタはON状態にあるので、VDTCの電位はV
ssに低下していく。このVDTCの電位を検知すること
によって、書き込みが終了したかどうか、一括で(即ち
アドレスを変えて、全ビット読み出すのではなく)検知
することができる。書き込みが未終了であれば、再書き
込みを行う。
This is detected as follows. The sense transistors of all FFs are connected to the sense line SL. VDTC is connected to the p-channel transistor Qpk. After the end of the above-mentioned latch, Qpk is activated for a predetermined time. At this time, if writing of all bits is completed, all the detection transistors are in the OFF state, so VDTC is charged to Vcc. If a cell with insufficient writing remains, the detection transistor corresponding to the bit line is in the ON state, so the potential of VDTC is V
It decreases to ss. By detecting the potential of the VDTC, it is possible to detect whether or not the writing is completed at once (that is, not to read all the bits by changing the address). If writing has not been completed, rewriting is performed.

【0090】上記の書込み動作を実現させるためのリミ
ッタ回路の1例を図14に示す。昇圧回路29の出力に
p型トランジスタMp を介して逆バイアス状態のダイオ
ードDが接続されている。ダイオードDのブレークダウ
ン電圧を1段当り9.5Vと設定する。
FIG. 14 shows an example of a limiter circuit for realizing the above write operation. A diode D in a reverse bias state is connected to the output of the booster circuit 29 via a p-type transistor Mp. The breakdown voltage of the diode D is set to 9.5V per stage.

【0091】1回目の書き込み時φ1及びφ2をVssと
すると、ノードN1とN3間はp型トランジスタMp3,
Mp4によって短絡されているのでVppとしては19Vが
出力される。2回目の書き込みではφ1をVpp、φ2を
Vssと設定する。この時、ノードN2,N3間は短絡さ
れているが、ノードN1,N2間はp型トランジスタM
p1のしきい値Vth分だけ電圧降下している。よって、こ
のp型トランジスタのしきい値を1Vとすると出力Vpp
は20Vとなる。同様に、3回目の書き込み時はφ1,
φ2共にVppとする。よって、Vth2段分の電圧降下分
と合わせて21VのVppが出力される。
When φ1 and φ2 are set to Vss at the time of the first writing, the p-type transistor Mp3, between the nodes N1 and N3,
Since it is short-circuited by Mp4, 19V is output as Vpp. In the second writing, φ1 is set to Vpp and φ2 is set to Vss. At this time, the nodes N2 and N3 are short-circuited, but the p-type transistor M is connected between the nodes N1 and N2.
The voltage drops by the threshold value Vth of p1. Therefore, if the threshold of this p-type transistor is set to 1 V, the output Vpp
Is 20V. Similarly, at the time of the third writing, φ1,
Both φ2 and Vpp. Therefore, Vpp of 21V is output together with the voltage drop of two stages of Vth.

【0092】以上のように書き込み回数を検知してリミ
ッタ回路を制御することにより、所望の電圧を得られ
る。ここでは、p型トランジスタを2段用いたが、種々
変形可能である。しきい値の異なるトランジスタを並べ
て増加電圧を変化させてもよいし、同じしきい値を持つ
トランジスタを3個以上並べ2段分と1段分に分割して
もよい。さらに、p型,n型を組み合わせてもよい。ま
た、VM ,VbitHも同様な構成で昇圧回路ができる。
As described above, a desired voltage can be obtained by detecting the number of times of writing and controlling the limiter circuit. Here, two stages of p-type transistors are used, but various modifications are possible. Transistors having different thresholds may be arranged to change the increased voltage, or three or more transistors having the same threshold may be arranged to be divided into two stages and one stage. Furthermore, you may combine p type and n type. Further, a booster circuit can be formed for VM and VbitH with the same configuration.

【0093】また、書き込みとベリファイリードのサイ
クルは、チップ内部で自動的に行ってもよいし、チップ
外部で制御してもよい。チップ内部で自動的に制御する
場合には、書き込み回数を記憶するカウンタ回路を具備
し、その出力信号等によって昇圧回路リミッタの設定電
圧を切り換える。また、 Ready/busyピンを書き込みベ
リファイサイクル中はbusy状態としておき、ベリファイ
読み出しで書き込みの完了を確認するか、規定回数書き
込みとベリファイを繰り返した後も書き込みが完了しな
かった場合は Ready/busyピンをready状態に戻し、例
えば特定のI/Oピンにベリファイが完了したかどうか
の情報を出力するようにする。当然のことながら、 Rea
dy/busyピンが Readyの戻る時、又はその後リセット信
号を入力する等、所定のタイミングで前記カウンタ回路
をリセットする。
The write and verify read cycles may be automatically performed inside the chip or may be controlled outside the chip. In the case of automatic control inside the chip, a counter circuit for storing the number of times of writing is provided, and the set voltage of the booster circuit limiter is switched according to its output signal or the like. Also, keep the Ready / busy pin busy during the write-verify cycle and confirm the completion of the write by verify read, or if the write is not completed even after the specified number of times of write and verify are repeated, the Ready / busy pin Is returned to the ready state and, for example, information indicating whether the verification is completed is output to a specific I / O pin. Naturally, Rea
The counter circuit is reset at a predetermined timing, such as when the dy / busy pin returns to Ready or after that, a reset signal is input.

【0094】チップ外部で制御する場合には、データ入
力,書き込み,ベリファイ等のコマンドを持たせ、書き
込みが終了したらベリファイのコマンドを入力し、書き
込みが未完了であれば再び書き込みコマンドを入力す
る。その時、チップ外部のCPU等が書き込み回数を覚
えておく。このような制御の時、例えば3種類の書き込
みコマンドを準備しておき、それぞれに昇圧回路の出力
電圧を対応させておく。このようにすれば、書き込み回
数に応じて書き込み電圧を制御することが可能である。
When controlling outside the chip, a command for data input, write, verify, etc. is provided, a verify command is input when writing is completed, and a write command is input again if writing is not completed. At that time, a CPU or the like outside the chip remembers the number of times of writing. At the time of such control, for example, three types of write commands are prepared, and the output voltage of the booster circuit is associated with each of them. By doing so, the write voltage can be controlled according to the number of times of writing.

【0095】このような書き込みベリファイ動作によ
り、次のような効果が得られる。即ち、1回目の書き込
み電位を従来よりも下げるため、リミッタが高電圧方向
にばらついた場合でもしきい値分布の許容上限を越える
ことがなく、リミッタのプロセス制御が容易となる。ま
た、書き込み電位を徐々に上げることにより、ベリファ
イの回数を減らすことが可能となり、書き込み時間の短
縮をはかることができる。さらに、トンネル酸化膜に最
も大きな電界が加わる1回目の書き込み電位を低くして
いることから、トンネル酸化膜の劣化を防止することが
でき、メモリセルの信頼性向上をはかることができる。
By such a write verify operation, the following effects can be obtained. That is, since the first-time write potential is lower than in the conventional case, even if the limiter varies in the high voltage direction, the upper limit of the threshold distribution is not exceeded and the limiter process control becomes easy. Further, by gradually raising the write potential, the number of times of verification can be reduced, and the write time can be shortened. Further, since the first write potential at which the largest electric field is applied to the tunnel oxide film is set low, deterioration of the tunnel oxide film can be prevented and the reliability of the memory cell can be improved.

【0096】次に、書き込みベリファイを行う場合の他
の例について説明する。まず、データ書き込みを行うメ
モリセルアレイ・ブロックを選択する。選択されたブロ
ックに対して、データ書き込みに先立ちそのブロック内
の全てのNANDセルのメモリセルのデータ消去を行
う。データ消去時は、全ての制御ゲート線(ワード線)
CGに0Vが与えられる。この時、選択ゲート線SGs
,SGd ,ビット線,ソース線及びメモリセルアレイ
が形成されたp型基板(又はp型ウェル)に消去電位V
eが印加される。非選択ブロックの制御ゲート線にも消
去電位Veが印加される。このバイアス状態を例えば、
10msの間保つことにより、選択ブロック内の全てのメ
モリセルで浮遊ゲートから電子が放出され、しきい値が
負の方向へと移動する。
Next, another example in the case of performing the write verify will be described. First, a memory cell array block for writing data is selected. Prior to data writing to the selected block, data erasing of the memory cells of all NAND cells in the block is performed. When erasing data, all control gate lines (word lines)
0V is applied to CG. At this time, the select gate line SGs
, SGd, the bit line, the source line and the p-type substrate (or p-type well) on which the memory cell array is formed, the erase potential V
e is applied. The erase potential Ve is also applied to the control gate line of the non-selected block. This bias condition is
By holding for 10 ms, electrons are emitted from the floating gates in all the memory cells in the selected block, and the threshold value moves in the negative direction.

【0097】次いで、消去されたメモリセルのしきい値
が充分負になっているか否かをチェックする消去ベリフ
ァイ動作に入る。選択されたNANDセル内の全てのメ
モリセルの制御ゲートが0Vに設定される。選択ゲート
SGs ,SGd は例えば5Vに設定され、ビット線には
例えば読み出し電位1.5Vが与えられ、ソース線及び
p型基板(又はp型ウェル)は0Vとされる。このと
き、選択ゲートSGs ,SGd が5Vになっている時間
は消去したメモリセルのしきい値がある程度負になって
いたらデータ“0”が読み出せる時間に設定される、そ
して、この設定された時間にデータ“0”が読み出され
ない場合には、再度データ消去を行い、条件を満たすま
で同様にベリファイ動作を繰り返す。
Then, an erase verify operation for checking whether the threshold value of the erased memory cell is sufficiently negative is started. The control gates of all the memory cells in the selected NAND cell are set to 0V. The select gates SGs and SGd are set to, for example, 5V, a read potential of 1.5V is applied to the bit line, and the source line and the p-type substrate (or p-type well) are set to 0V. At this time, the time when the select gates SGs and SGd are set to 5V is set to the time when the data "0" can be read if the threshold value of the erased memory cell is negative to some extent. If the data “0” is not read in time, the data is erased again and the verify operation is repeated until the condition is satisfied.

【0098】次いで、データ書き込み動作に入る。デー
タ書き込みはNANDセルの段数分のワードのデータ、
例えば8ビットで1NANDを形成する場合出あれば、
8ワード分のデータがデータラッチ回路にラッチされ、
そのデータによってビット線電位が制御されて“0”又
は“1”が書き込まれる。この時、選択された制御ゲー
ト線には書き込み電位Vw、非選択制御ゲート線には中
間電位VM が印加される。また、ビット線BLには、デ
ータ“1”書き込みの時は0V、“0”書き込みの時は
中間電位VM が与えられる。さらに、この書き込み動作
時には、選択ゲートSGd に中間電位VM が与えられ、
選択ゲートSGs 及びp型基板(又はp型ウェル)には
0Vが与えられる。
Then, the data write operation is started. For data writing, word data for the number of NAND cell stages,
For example, if there is a case of forming 1 NAND with 8 bits,
8 words of data are latched in the data latch circuit,
The bit line potential is controlled by the data and "0" or "1" is written. At this time, the write potential Vw is applied to the selected control gate line and the intermediate potential VM is applied to the non-selected control gate line. Further, the bit line BL is supplied with 0V when writing data "1" and with an intermediate potential VM when writing data "0". Further, at the time of this writing operation, the intermediate potential VM is given to the selection gate SGd,
0V is applied to the select gate SGs and the p-type substrate (or p-type well).

【0099】このデータ書き込みのバイアス状態を例え
ば1msの間保つことにより、“1”が書かれたメモリセ
ルではしきい値が正方向にシフトし、“0”が書かれた
メモリセルではしきい値は負に止まる。
By keeping the bias state of this data write for 1 ms, for example, the threshold value shifts in the positive direction in the memory cell in which "1" is written, and the threshold value in the memory cell in which "0" is written. The value stays negative.

【0100】次いで、書き込みベリファイ動作に入る。
この実施例においては、データ“1”が書き込まれたメ
モリセルのしきい値が所望の値以上になっているか否か
が、書き込みベリファイ電位VVER によってチェックさ
れる。このしきい値は、メモリセルのデータ保持特性を
考慮して決められるもので、例えば1.5Vに定められ
る。
Then, the write verify operation is started.
In this embodiment, whether or not the threshold value of the memory cell in which the data "1" is written is equal to or higher than a desired value is checked by the write verify potential VVER. This threshold value is determined in consideration of the data retention characteristic of the memory cell, and is set to, for example, 1.5V.

【0101】具体的にはまず、選択された制御ゲート線
には書き込みベリファイ電位VVERが供給される。それ
以外の制御ゲート線にはVccが供給される。この時、同
時に選択される選択ゲートSGs ,SGd は共にVccに
設定され、ビット線には読み出し電位例えば1.5Vが
与えられ、ソース線は0Vとされる。これにより選択さ
れたメモリセルが“1”書き込みがなされたものであっ
て、そのしきい値が書き込みベリファイ電位を越えてい
れば選択されたメモリセル非導通となり、データ“1”
が読み出される。“1”書き込みが不十分でしきい値が
書き込みベリファイ電位に達していない場合には、選択
されたメモリセルは導通するから、データ“0”として
読み出され、再度“1”データを書き込み動作及びスト
レス緩和動作2が繰り返される。そして、再度ベリファ
イ動作を行い、書き込みベリファイ電位以上になるまで
繰り返される。
Specifically, first, the write verify potential VVER is supplied to the selected control gate line. Vcc is supplied to the other control gate lines. At this time, the select gates SGs and SGd which are simultaneously selected are both set to Vcc, a read potential of 1.5V is applied to the bit line, and the source line is set to 0V. As a result, if the selected memory cell is the one to which "1" is written and the threshold value thereof exceeds the write verify potential, the selected memory cell becomes non-conductive and data "1" is written.
Is read. When the "1" write is insufficient and the threshold value has not reached the write verify potential, the selected memory cell becomes conductive, so that it is read as data "0" and the "1" data is written again. And the stress relaxation operation 2 is repeated. Then, the verify operation is performed again, and the operation is repeated until the write verify potential is exceeded.

【0102】ここで書き込みは、所望のセルTrしきい
値を得るまで、繰り返し加えられる複数のパルスによっ
て行われる。書き込み電位を与えるための回路の概念図
は、本実施例では図14のようになっている。即ち、昇
圧回路32に対して信号を与えるリングオシレータ31
に対して、プログラム系のコントローラの中にある書き
込み回数のカウンタ30から信号を与えるようになって
おり、この信号により、初回の書き込み電位パルスに対
してだけリングオシレータ31の周期を遅くして、パル
スの立ち上がり時間を2回目以降のパルスに対して大き
くする。
Here, writing is performed by a plurality of pulses that are repeatedly applied until a desired cell Tr threshold value is obtained. The conceptual diagram of the circuit for applying the write potential is as shown in FIG. 14 in this embodiment. That is, the ring oscillator 31 that gives a signal to the booster circuit 32.
On the other hand, a signal is given from the write number counter 30 in the controller of the program system, and by this signal, the cycle of the ring oscillator 31 is delayed only for the first write potential pulse, Increase the pulse rise time for the second and subsequent pulses.

【0103】リングオシレータ31の周期を可変にする
ための回路の例は、図15のようである。Vselectに対
して通常は“L”電位(例えば0V)が与えられている
が、周期を遅くしたい時にはVselectに“H”の電位
(例えば5V)を与える。従来の回路に上で述べたパル
ス立ち上がり速度制御の回路を加えることにより初回パ
ルスの立ち上がり時間を2回目以降に比べて大きくする
ことができ、ゲート絶縁膜の劣化を従来の場合に比べて
小さくできる。なお、本発明は上述した実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。
An example of a circuit for making the cycle of the ring oscillator 31 variable is as shown in FIG. Normally, “L” potential (for example, 0V) is applied to Vselect, but when it is desired to delay the cycle, Vselect is provided with an “H” potential (for example, 5V). By adding the above-described pulse rise speed control circuit to the conventional circuit, the rise time of the first pulse can be made longer than in the second and subsequent times, and the deterioration of the gate insulating film can be made smaller than in the conventional case. . It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be carried out without departing from the scope of the invention.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、デ
ータ消去やデータ書込み時にトンネル酸化膜に印加され
るピーク電界を抑えることができ、トンネル酸化膜の絶
縁破壊やリーク電流の増大を防止することができ、これ
によりメモリセルの信頼性向上をはかることができる。
また、書き込み回数に応じて書き込み電位を制御するこ
とにより、セル特性がばらついても書き込み時間の増大
を抑制することのできる書き込みベリファイ方式を実現
することが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, the peak electric field applied to the tunnel oxide film at the time of erasing data or writing data can be suppressed, and the dielectric breakdown of the tunnel oxide film and the increase of leak current can be suppressed. This can be prevented, and thus reliability of the memory cell can be improved.
Further, by controlling the write potential according to the number of times of writing, it is possible to realize a write verify method that can suppress an increase in write time even if the cell characteristics vary.

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

【図1】本発明を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention.

【図2】プログラム時間とメモリセルの書き込み後のし
きい値の幅との関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a program time and a threshold width after writing to a memory cell.

【図3】最大電界(ピーク電界)と結合係数との関係を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a maximum electric field (peak electric field) and a coupling coefficient.

【図4】実施例のNANDセル型EEPROMシステム
構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a NAND cell type EEPROM system configuration according to an embodiment.

【図5】図4の具体的システム構成例であるLSIメモ
リカードの斜視図と平面図。
5 is a perspective view and a plan view of an LSI memory card which is a specific system configuration example of FIG.

【図6】本実施例におけるNAND型EEPROMの構
成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a NAND type EEPROM in the present embodiment.

【図7】メモリセルアレイの一つのNANDセル部分の
平面図と等価回路図。
FIG. 7 is a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of the memory cell array.

【図8】図7(a)のA−A′及びB−B′断面を示す
図。
FIG. 8 is a view showing a cross section taken along the line AA ′ and the line BB ′ of FIG.

【図9】NANDセルがマトリックス配列されたセルア
レイの等価回路を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an equivalent circuit of a cell array in which NAND cells are arranged in a matrix.

【図10】NANDセル型EEPROMのロウデコーダ
の具体的構成を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration of a row decoder of a NAND cell type EEPROM.

【図11】消去時の基板及び制御ゲート,選択ゲートの
印加電圧の波形を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing waveforms of voltages applied to a substrate, a control gate, and a select gate at the time of erasing.

【図12】書き込みの様子を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing how writing is performed.

【図13】センスアンプ兼データラッチ回路の例を示す
図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a sense amplifier / data latch circuit.

【図14】実施例の書き込み動作を実現させるためのリ
ミッタ回路の1例を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a limiter circuit for realizing the write operation of the embodiment.

【図15】実施例における書き込み特性を示す図。FIG. 15 is a diagram showing write characteristics in an example.

【図13】従来例における書き込み特性を示す図。FIG. 13 is a diagram showing write characteristics in a conventional example.

【図14】書き込み電位を与えるための回路の概念図。FIG. 14 is a conceptual diagram of a circuit for applying a write potential.

【図15】リングオシレータの周期を可変にするための
回路の例を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a circuit for varying the cycle of the ring oscillator.

【図16】チップ毎ベリファイ−電圧上昇法を説明する
ための図。
FIG. 16 is a diagram for explaining a verify-voltage rise method for each chip.

【図17】ビット毎ベリファイ−固定電圧法を説明する
ための図。
FIG. 17 is a diagram for explaining a bit-by-bit verify-fixed voltage method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…EEPROMチップ、2…制御回路LSIチップ、
3…カード本体、4…外部端子、11…p型シリコン基
板、 12…素子分離酸化膜、13…トンネル
酸化膜(第1のゲート絶縁膜)、14…浮遊ゲート、
15…層間絶縁膜、16…制御ゲート、
17…CVD酸化膜、18…ビット
線、 19…n型拡散層、21…メモ
リセルアレイ、 22…ロウデコーダ、23…
制御ゲート制御回路、 24…基板電位制御回
路、25…データ入出力バッファ、 26…ビット
線制御回路、27…カラムデコーダ、 28
…アドレスバッファ、29…昇圧回路。
1 ... EEPROM chip, 2 ... control circuit LSI chip,
3 ... Card body, 4 ... External terminal, 11 ... P-type silicon substrate, 12 ... Element isolation oxide film, 13 ... Tunnel oxide film (first gate insulating film), 14 ... Floating gate,
15 ... Interlayer insulating film, 16 ... Control gate,
17 ... CVD oxide film, 18 ... Bit line, 19 ... N-type diffusion layer, 21 ... Memory cell array, 22 ... Row decoder, 23 ...
Control gate control circuit, 24 ... Substrate potential control circuit, 25 ... Data input / output buffer, 26 ... Bit line control circuit, 27 ... Column decoder, 28
... address buffer, 29 ... booster circuit.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年9月8日[Submission date] September 8, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

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

【図1】本発明を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention.

【図2】プログラム時間とメモリセルの書き込み後のし
きい値の幅との関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a program time and a threshold width after writing to a memory cell.

【図3】最大電界(ピーク電界)と結合係数との関係を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a maximum electric field (peak electric field) and a coupling coefficient.

【図4】実施例のNANDセル型EEPROMシステム
構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a NAND cell type EEPROM system configuration according to an embodiment.

【図5】図4の具体的システム構成例であるLSIメモ
リカードの斜視図と平面図。
5 is a perspective view and a plan view of an LSI memory card which is a specific system configuration example of FIG.

【図6】本実施例におけるNAND型EEPROMの構
成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a NAND type EEPROM in the present embodiment.

【図7】メモリセルアレイの一つのNANDセル部分の
平面図と等価回路図。
FIG. 7 is a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of the memory cell array.

【図8】図7(a)のA−A′及びB−B′断面を示す
図。
FIG. 8 is a view showing a cross section taken along the line AA ′ and the line BB ′ of FIG.

【図9】NANDセルがマトリックス配列されたセルア
レイの等価回路を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an equivalent circuit of a cell array in which NAND cells are arranged in a matrix.

【図10】NANDセル型EEPROMのロウデコーダ
の具体的構成を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration of a row decoder of a NAND cell type EEPROM.

【図11】消去時の基板及び制御ゲート,選択ゲートの
印加電圧の波形を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing waveforms of voltages applied to a substrate, a control gate, and a select gate at the time of erasing.

【図12】書き込みの様子を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing how writing is performed.

【図13】センスアンプ兼データラッチ回路の例を示す
図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a sense amplifier / data latch circuit.

【図14】実施例の書き込み動作を実現させるためのリ
ミッタ回路の1例を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a limiter circuit for realizing the write operation of the embodiment.

【図15】実施例における書き込み特性を示す図。FIG. 15 is a diagram showing write characteristics in an example.

【図16】チップ毎ベリファイ−電圧上昇法を説明する
ための図。
FIG. 16 is a diagram for explaining a verify-voltage rise method for each chip.

【図17】ビット毎ベリファイ−固定電圧法を説明する
ための図。
FIG. 17 is a diagram for explaining a bit-by-bit verify-fixed voltage method.

【符号の説明】 1…EEPROMチップ、2…制御回路LSIチップ、
3…カード本体、4…外部端子、11…p型シリコン基
板、 12…素子分離酸化膜、13…トンネル
酸化膜(第1のゲート絶縁膜)、14…浮遊ゲート、
15…層間絶縁膜、16…制御ゲート、
17…CVD酸化膜、18…ビット
線、 19…n型拡散層、21…メモ
リセルアレイ、 22…ロウデコーダ、23…
制御ゲート制御回路、 24…基板電位制御回
路、25…データ入出力バッファ、 26…ビット
線制御回路、27…カラムデコーダ、 28
…アドレスバッファ、29…昇圧回路。 ─────────────────────────────────────────────────────
[Explanation of Codes] 1 ... EEPROM chip, 2 ... control circuit LSI chip,
3 ... Card body, 4 ... External terminal, 11 ... P-type silicon substrate, 12 ... Element isolation oxide film, 13 ... Tunnel oxide film (first gate insulating film), 14 ... Floating gate,
15 ... Interlayer insulating film, 16 ... Control gate,
17 ... CVD oxide film, 18 ... Bit line, 19 ... N-type diffusion layer, 21 ... Memory cell array, 22 ... Row decoder, 23 ...
Control gate control circuit, 24 ... Substrate potential control circuit, 25 ... Data input / output buffer, 26 ... Bit line control circuit, 27 ... Column decoder, 28
... address buffer, 29 ... booster circuit. ─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年9月9日[Submission date] September 9, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0102[Correction target item name] 0102

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0102】ここで書き込みは、所望のセルTrしきい
値を得るまで、繰り返し加えられる複数のパルスによっ
て行われる。書き込み電位を与えるための回路の概念図
は、本実施例では図18のようになっている。即ち、昇
圧回路32に対して信号を与えるリングオシレータ31
に対して、プログラム系のコントローラの中にある書き
込み回数のカウンタ30から信号を与えるようになって
おり、この信号により、初回の書き込み電位パルスに対
してだけリングオシレータ31の周期を遅くして、パル
スの立ち上がり時間を2回目以降のパルスに対して大き
くする。
Here, writing is performed by a plurality of pulses that are repeatedly applied until a desired cell Tr threshold value is obtained. A conceptual diagram of a circuit for applying a write potential is as shown in FIG. 18 in this embodiment. That is, the ring oscillator 31 that gives a signal to the booster circuit 32.
On the other hand, a signal is given from the write number counter 30 in the controller of the program system, and by this signal, the cycle of the ring oscillator 31 is delayed only for the first write potential pulse, Increase the pulse rise time for the second and subsequent pulses.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0103[Correction target item name] 0103

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0103】リングオシレータ31の周期を可変にする
ための回路の例は、図19のようである。Vselectに対
して通常は“L”電位(例えば0V)が与えられている
が、周期を遅くしたい時にはVselectに“H”の電位
(例えば5V)を与える。従来の回路に上で述べたパル
ス立ち上がり速度制御の回路を加えることにより初回パ
ルスの立ち上がり時間を2回目以降に比べて大きくする
ことができ、ゲート絶縁膜の劣化を従来の場合に比べて
小さくできる。なお、本発明は上述した実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。
An example of a circuit for making the cycle of the ring oscillator 31 variable is as shown in FIG. Normally, “L” potential (for example, 0V) is applied to Vselect, but when it is desired to delay the cycle, Vselect is provided with an “H” potential (for example, 5V). By adding the above-described pulse rise speed control circuit to the conventional circuit, the rise time of the first pulse can be made longer than in the second and subsequent times, and the deterioration of the gate insulating film can be made smaller than in the conventional case. . It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be carried out without departing from the scope of the invention.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

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

【図1】本発明を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention.

【図2】プログラム時間とメモリセルの書き込み後のし
きい値の幅との関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a program time and a threshold width after writing to a memory cell.

【図3】最大電界(ピーク電界)と結合係数との関係を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a maximum electric field (peak electric field) and a coupling coefficient.

【図4】実施例のNANDセル型EEPROMシステム
構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a NAND cell type EEPROM system configuration according to an embodiment.

【図5】図4の具体的システム構成例であるLSIメモ
リカードの斜視図と平面図。
5 is a perspective view and a plan view of an LSI memory card which is a specific system configuration example of FIG.

【図6】本実施例におけるNAND型EEPROMの構
成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a NAND type EEPROM in the present embodiment.

【図7】メモリセルアレイの一つのNANDセル部分の
平面図と等価回路図。
FIG. 7 is a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of the memory cell array.

【図8】図7(a)のA−A′及びB−B′断面を示す
図。
FIG. 8 is a view showing a cross section taken along the line AA ′ and the line BB ′ of FIG.

【図9】NANDセルがマトリックス配列されたセルア
レイの等価回路を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an equivalent circuit of a cell array in which NAND cells are arranged in a matrix.

【図10】NANDセル型EEPROMのロウデコーダ
の具体的構成を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration of a row decoder of a NAND cell type EEPROM.

【図11】消去時の基板及び制御ゲート,選択ゲートの
印加電圧の波形を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing waveforms of voltages applied to a substrate, a control gate, and a select gate at the time of erasing.

【図12】書き込みの様子を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing how writing is performed.

【図13】センスアンプ兼データラッチ回路の例を示す
図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a sense amplifier / data latch circuit.

【図14】実施例の書き込み動作を実現させるためのリ
ミッタ回路の1例を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a limiter circuit for realizing the write operation of the embodiment.

【図15】実施例における書き込み特性を示す図。FIG. 15 is a diagram showing write characteristics in an example.

【図16】チップ毎ベリファイ−電圧上昇法を説明する
ための図。
FIG. 16 is a diagram for explaining a verify-voltage rise method for each chip.

【図17】ビット毎ベリファイ−固定電圧法を説明する
ための図。
FIG. 17 is a diagram for explaining a bit-by-bit verify-fixed voltage method.

【図18】書き込み電位を与えるための回路の概念図。FIG. 18 is a conceptual diagram of a circuit for applying a write potential.

【図19】リングオシレータの周期を可変にするための
回路の例を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a circuit for varying the cycle of the ring oscillator.

【符号の説明】 1…EEPROMチップ、2…制御回路LSIチップ、
3…カード本体、4…外部端子、11…p型シリコン基
板、 12…素子分離酸化膜、13…トンネル
酸化膜(第1のゲート絶縁膜)、14…浮遊ゲート、
15…層間絶縁膜、16…制御ゲート、
17…CVD酸化膜、18…ビット
線、 19…n型拡散層、21…メモ
リセルアレイ、 22…ロウデコーダ、23…
制御ゲート制御回路、 24…基板電位制御回
路、25…データ入出力バッファ、 26…ビット
線制御回路、27…カラムデコーダ、 28
…アドレスバッファ、29…昇圧回路。
[Explanation of Codes] 1 ... EEPROM chip, 2 ... control circuit LSI chip,
3 ... Card body, 4 ... External terminal, 11 ... P-type silicon substrate, 12 ... Element isolation oxide film, 13 ... Tunnel oxide film (first gate insulating film), 14 ... Floating gate,
15 ... Interlayer insulating film, 16 ... Control gate,
17 ... CVD oxide film, 18 ... Bit line, 19 ... N-type diffusion layer, 21 ... Memory cell array, 22 ... Row decoder, 23 ...
Control gate control circuit, 24 ... Substrate potential control circuit, 25 ... Data input / output buffer, 26 ... Bit line control circuit, 27 ... Column decoder, 28
... address buffer, 29 ... booster circuit.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図18[Name of item to be corrected] Fig. 18

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図18】 FIG. 18

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図19[Name of item to be corrected] Fig. 19

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図19】 FIG. 19

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/788 29/792 7210−4M H01L 27/10 434 29/78 371 (72)発明者 白田 理一郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 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番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 田中 智晴 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location H01L 29/788 29/792 7210-4M H01L 27/10 434 29/78 371 (72) Inventor Shirata Riichiro 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Seiichi Aridome 1 Komu-shi Toshiba-cho, Kouki-Toshiba, Kawasaki, Kanagawa Prefectural Research and Development Center, Toshiba ( 72) Inventor Tomoharu Tanaka 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Toshiba Research and Development Center

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気的書き替え消去可能な複数のメモリセ
ルがマトリックス状に配置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルのドレインに接続された複数のビット線
と、 前記メモリセルの制御ゲートである複数のワード線と、 ページ書き込みの時に、選択された前記ワード線に第1
書き込み電位を印加し、前記選択ワード線に接続され、
書き込みを行うメモリセルが接続されるビット線に第1
ビット線電位を印加し、前記選択ワード線に接続され、
書き込みを行わないメモリセルが接続されるビット線に
第2ビット線電位を印加する書き込み手段と、 前記書き込み手段によって書き込まれた情報を読み、書
き込み不足のメモリセルがある場合には再び前記書き込
み手段によって再書き込みを行い、書き込みの回数に応
じて第1書き込み電位を順次上昇させる再書き込み手段
と、を具備してなることを特徴とする不揮発性半導体記
憶装置。
1. A memory cell array in which a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells are arranged in a matrix, a plurality of bit lines connected to a drain of the memory cell, and a control gate of the memory cell. A plurality of word lines and a first word line selected from the selected word lines at the time of page writing.
A write potential is applied and connected to the selected word line,
The first bit line is connected to the memory cell for writing.
A bit line potential is applied and connected to the selected word line,
Writing means for applying a second bit line potential to a bit line to which a memory cell not to be written is connected; and information written by the writing means. And a rewriting unit that sequentially increases the first write potential according to the number of times of writing, and a non-volatile semiconductor memory device.
【請求項2】前記再書き込み手段は、第1及び第2ビッ
ト線電位を可変設定する手段を含むことを特徴とする請
求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the rewriting means includes means for variably setting the first and second bit line potentials.
【請求項3】複数のパルスによるデータ書き込みにおい
て、1回目の書き込みパルスの立上がり時間を、2回目
以降のパルスの立上がり時間よりも長く設定する手段を
有することを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体
記憶装置。
3. A nonvolatile memory according to claim 1, further comprising means for setting the rise time of the first write pulse to be longer than the rise time of the second and subsequent pulses in data writing by a plurality of pulses. Semiconductor memory device.
【請求項4】前記メモリセルは、複数個ずつ直列接続さ
れてNANDセルを構成するものであることを特徴とす
る請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a plurality of the memory cells are connected in series to form a NAND cell.
【請求項5】前記NANDセルの一端と前記ビット線と
に接続された第1選択ゲートと、前記NANDセルの他
端に接続された第2選択ゲートと、第2選択ゲートを介
して前記NANDセルの他端に接続されたソース線とを
具備することを特徴とする請求項4記載の不揮発性半導
体記憶装置。
5. A first select gate connected to one end of the NAND cell and the bit line, a second select gate connected to the other end of the NAND cell, and the NAND via a second select gate. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 4, further comprising a source line connected to the other end of the cell.
【請求項6】複数のメモリセルは、ビット線に対して並
列に接続されてメモリセルユニットを構成することを特
徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
6. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the plurality of memory cells are connected in parallel to the bit line to form a memory cell unit.
【請求項7】共通のドレインが第1選択ゲートを介して
ビット線に接続され、共通のソース線が第2選択ゲート
を介して共通ソース線に接続されてなるメモリセルは、
ビット線に並列に接続されたNOR構造を有することを
特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
7. A memory cell having a common drain connected to a bit line via a first select gate and a common source line connected to a common source line via a second select gate,
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, having a NOR structure connected in parallel to the bit line.
【請求項8】複数のパルスによるデータの書き込みにお
いて、1回目の書き込みパルスは、最も書き込まれ安い
メモリセルがオーバプログラムをしない電位に設定する
手段を有することを特徴とする請求項1記載の不揮発性
半導体記憶装置。
8. The non-volatile memory according to claim 1, further comprising means for setting a first write pulse to a potential at which a memory cell which is cheapest to be written is not over-programmed in writing data by a plurality of pulses. Semiconductor memory device.
【請求項9】複数のパルスによるデータの書き込みにお
いて、書き込みパルスの上限電位は、前記メモリセル及
びその周辺回路の耐圧に設定する手段を有することを特
徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
9. A nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, further comprising means for setting an upper limit potential of a write pulse to a withstand voltage of the memory cell and its peripheral circuit in writing data by a plurality of pulses. apparatus.
【請求項10】半導体基板と、 前記半導体基板の表面に形成されたソース及びドレイン
領域と、前記半導体基板上に順次積層された第1ゲート
絶縁膜と、電荷蓄積層と、第2ゲート絶縁膜と、制御ゲ
ートとを有し、前記電荷蓄積層と前記半導体基板との電
荷の授受により電気的書き替えが可能なメモリセルと、 データを消去する場合に、1回目に前記半導体基板に高
電位を与え、前記制御ゲートに中間電位を与え、2回目
以降は前記半導体基板に高電位を与え、前記制御ゲート
に低電位を与えて、前記電荷蓄積層から電荷を引き抜く
手段と、を具備してなることを特徴とする不揮発性半導
体記憶装置。
10. A semiconductor substrate, source and drain regions formed on the surface of the semiconductor substrate, a first gate insulating film sequentially stacked on the semiconductor substrate, a charge storage layer, and a second gate insulating film. And a control gate, which is electrically rewritable by exchanging charges between the charge storage layer and the semiconductor substrate, and when erasing data, a high potential is applied to the semiconductor substrate for the first time. And an intermediate potential is applied to the control gate, a high potential is applied to the semiconductor substrate and a low potential is applied to the control gate from the second time onward, and a charge is extracted from the charge storage layer. And a nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項11】前記高電位は昇圧電位であり、前記中間
電位は電源電位であり、前記低電位は接地電位であるこ
とを特徴とする請求項10記載の不揮発性半導体記憶装
置。
11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein the high potential is a boosted potential, the intermediate potential is a power source potential, and the low potential is a ground potential.
【請求項12】半導体基板と、 前記半導体基板の表面に形成されたソース及びドレイン
領域と、前記半導体基板上に順次積層された第1ゲート
絶縁膜と、電荷蓄積層と、第2ゲート絶縁膜と、制御ゲ
ートとを有し、前記電荷蓄積層と前記半導体基板との間
の電荷の授受により電気的書き替えが可能な複数のメモ
リセルと、前記メモリセルはマトリックス状に配置され
ていて、 データを消去する場合に、1回目に前記半導体基板及び
非選択メモリセルの制御ゲートに高電位を与え、選択メ
モリセルの制御ゲートに中間電位を与え、2回目以降は
前記半導体基板及び非選択メモリセルの制御ゲートに高
電位を与え、選択メモリセルの制御ゲートに中間電位よ
り低い電位を与えて、前記電荷蓄積層から電荷を引き抜
く手段と、を具備してなることを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
12. A semiconductor substrate, source and drain regions formed on the surface of the semiconductor substrate, a first gate insulating film sequentially stacked on the semiconductor substrate, a charge storage layer, and a second gate insulating film. A plurality of memory cells that have a control gate and are electrically rewritable by transfer of charges between the charge storage layer and the semiconductor substrate; and the memory cells are arranged in a matrix. When erasing data, a high potential is applied to the control gates of the semiconductor substrate and unselected memory cells at the first time, an intermediate potential is applied to the control gates of the selected memory cell, and the semiconductor substrate and unselected memory are applied at the second time and thereafter. A means for applying a high potential to the control gate of the cell and a potential lower than the intermediate potential to the control gate of the selected memory cell to extract the charge from the charge storage layer. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim.
【請求項13】前記高電位は昇圧電位であり、前記中間
電位は電源電位であり、前記低電位は接地電位であるこ
とを特徴とする請求項12記載の不揮発性半導体記憶装
置。
13. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 12, wherein the high potential is a boosted potential, the intermediate potential is a power source potential, and the low potential is a ground potential.
【請求項14】電気的書き替え消去可能な複数のメモリ
セルがマトリックス状に配置されたメモリセルアレイ
と、 前記メモリセルアレイのドレインに接続されたビット線
を複数持ち、前記メモリセルの制御ゲートに接続された
ワード線を複数持ち、前記同一ワード線に接続された複
数のメモリセルに対して、各メモリセル毎に、異なるプ
ログラム若しくは消去パルスを印加することによって、
上記選択メモリセルを同一動作内にプログラム若しくは
消去する手段と、を具備してなることを特徴とする不揮
発性半導体記憶装置。
14. A memory cell array in which a plurality of electrically rewritable and erasable memory cells are arranged in a matrix, and a plurality of bit lines connected to the drain of the memory cell array and connected to a control gate of the memory cell. By having a plurality of word lines, the plurality of memory cells connected to the same word line, by applying a different program or erase pulse for each memory cell,
Means for programming or erasing the selected memory cell in the same operation.
【請求項15】前記プログラムパルス若しくは消去パル
スは、前記複数のメモリセルのプログラム若しくは消去
期間中に与えられるものであることを特徴とする請求項
14記載の不揮発性半導体記憶装置。
15. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 14, wherein said program pulse or erase pulse is applied during a program or erase period of said plurality of memory cells.
【請求項16】前記複数のメモリセルをプログラム若し
くは消去する動作期間中に、各メモリセル毎にチャネル
と制御ゲート間に印加される電圧の最大値が異なるよう
にする手段によって、上記ワード線に接続された複数の
選択メモリセルをプログラム若しくは消去する手段を有
することを特徴とする請求項15記載の不揮発性半導体
記憶装置。
16. The word line is provided to the word line by means for varying the maximum value of the voltage applied between the channel and the control gate for each memory cell during the operation period for programming or erasing the plurality of memory cells. 16. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 15, further comprising means for programming or erasing a plurality of connected selected memory cells.
【請求項17】前記選択ワード線に時間的に増加してい
く電圧を印加する手段と、各メモリセル毎に、異なるプ
ログラム若しくは消去パルスを印加することによって、
上記選択メモリセルを同一動作内にプログラム若しくは
消去する手段と、各メモリセル毎に異なる時間の間だ
け、上記ワード線電圧を印加する手段によって、上記選
択メモリセルをプログラム若しくは消去する手段とを有
することを特徴とする請求項15記載の不揮発性半導体
記憶装置。
17. A means for applying a time-increasing voltage to the selected word line, and a different program or erase pulse for each memory cell,
And a means for programming or erasing the selected memory cell in the same operation, and a means for programming or erasing the selected memory cell by means of applying the word line voltage only for a different time for each memory cell. 16. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 15, wherein
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6381178B1 (en) 1999-02-25 2002-04-30 Nec Corporation Non-volatile semiconductor memory device and method of rewriting data stored in non-volatile semiconductor memory device
US7266023B2 (en) 2005-07-14 2007-09-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device which reads by decreasing effective threshold voltage of selector gate transistor
US7289365B2 (en) 2005-07-14 2007-10-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device in which write and erase threshold voltages are set at levels symmetrical about neutral threshold voltage of cell transistor
JP2010086623A (en) * 2008-10-01 2010-04-15 Toshiba Corp Nand type flash memory

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