JPH0863982A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents
Non-volatile semiconductor memoryInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気的書き込み及び電
気的消去が可能な不揮発性半導体記憶装置、あるいは電
気的書き込みが可能な不揮発性半導体記憶装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically writable and electrically erasable nonvolatile semiconductor memory device or an electrically writable nonvolatile semiconductor memory device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の不揮発性半導体記憶装置について
説明する。図6に、一例として従来の一括消去型のNO
R型E2 PROMの構成を示す。2. Description of the Related Art A conventional nonvolatile semiconductor memory device will be described. FIG. 6 shows an example of conventional batch erase type NO.
The structure of an R-type E 2 PROM is shown.
【0003】フローティングゲートを有するトランジス
タから成るメモリセルがマトリクス状に配置されたメモ
リセルアレイ20が設けられている。このメモリセルア
レイ20の周辺には、ビット線BLを選択するカラムデ
コーダ19、ワード線WLを選択するロウデコーダ2
1、及びメモリセルのデータを読み出すセンスアンプ1
8が設けられている。プログラム電圧回路12は、メモ
リセルに書込みを行う場合、プログラム電圧をビット線
BLに印加するもので、消去電圧回路11は書込んだデ
ータを消去するための電圧をメモリセルの接地線に印加
するものである。データバッファ14は、センスアンプ
18と外部との間でデータを入出力する際に増幅を行
う。ベリファイ回路15は、メモリセルアレイに書込ま
れたデータを読み出してベリファイを行うものである。
アドレスバッファ32は、外部から入力されたアドレス
信号を増幅してアドレスラッチ回路31に与えるもの
で、アドレスラッチ回路31はこのアドレス信号をラッ
チし、カラムデコーダ19及びロウデコーダ21に与え
るものである。制御回路13は、外部から与えられたコ
ントロール信号に基づいて、消去電圧回路11、プログ
ラム電圧回路12、データバッファ14、ベリファイ回
路15、及びアドレスラッチ回路31のそれぞれの動作
の制御を行う。A memory cell array 20 is provided in which memory cells each having a transistor having a floating gate are arranged in a matrix. Around the memory cell array 20, a column decoder 19 that selects the bit line BL and a row decoder 2 that selects the word line WL.
1 and a sense amplifier 1 for reading data from a memory cell
8 are provided. The program voltage circuit 12 applies a program voltage to the bit line BL when writing to the memory cell, and the erase voltage circuit 11 applies a voltage for erasing the written data to the ground line of the memory cell. It is a thing. The data buffer 14 amplifies data when inputting / outputting data between the sense amplifier 18 and the outside. The verify circuit 15 reads the data written in the memory cell array and performs verification.
The address buffer 32 amplifies an address signal input from the outside and gives it to the address latch circuit 31, and the address latch circuit 31 latches this address signal and gives it to the column decoder 19 and the row decoder 21. The control circuit 13 controls the operations of the erase voltage circuit 11, the program voltage circuit 12, the data buffer 14, the verify circuit 15, and the address latch circuit 31, based on a control signal given from the outside.
【0004】次に、このような従来の装置における書込
及び消去の動作について説明する。Next, the write and erase operations in such a conventional device will be described.
【0005】先ず、プログラム電圧回路12から出力さ
れた例えば12Vのプログラム電圧が,図8(b)に示
されたコントロールゲート45に印加される。また、ド
レイン領域42には8Vが印加され、ソース領域41に
は0Vが印加される。これにより、フローティングゲー
トに図示されたように電子が注入されてメモリセルの閾
値電圧が高くなり、データの書込みが完了する。First, the program voltage of, for example, 12 V output from the program voltage circuit 12 is applied to the control gate 45 shown in FIG. 8B. Further, 8 V is applied to the drain region 42 and 0 V is applied to the source region 41. As a result, electrons are injected into the floating gate to increase the threshold voltage of the memory cell, and the data writing is completed.
【0006】この後、図7に示されるような手順で消去
動作が行われる。ステップ101のように、アドレスは
先頭番地に設定しておく。消去電圧回路11から消去電
圧VSSEAが発生される。図8(a)に示されたメモリセ
ルの縦断面において、ソース領域41にこの消去電圧V
SSEAが一定時間TEW印加され、ワード線は0Vに保持さ
れ、ビット線は浮遊状態に保持されることで、フローテ
ィングゲート43内の電子が半導体基板40の方へ除去
される。このようにして、全てのメモリセルに書込まれ
たデータの一括消去が行われる(ステップ103)。Thereafter, the erase operation is performed in the procedure shown in FIG. As in step 101, the address is set to the head address. The erase voltage VSSEA is generated from the erase voltage circuit 11. In the vertical cross section of the memory cell shown in FIG. 8A, the erase voltage V is applied to the source region 41.
SSEA is applied for a certain time TEW, the word line is held at 0 V, and the bit line is held in a floating state, so that the electrons in the floating gate 43 are removed toward the semiconductor substrate 40. In this way, the data written in all the memory cells are collectively erased (step 103).
【0007】この後、ベリファイコマンドが入力される
(ステップ104)。消去動作が行われてから、一定の
リカバリ時間Terが経過(ステップ105)した後、メ
モリセルの閾値電圧が所定値であるか否かの検査が、ベ
リファイ回路15により行われる。ベリファイの結果が
パスであり、最終番地まで至らない間(ステップ10
6)は、アドレスを1番地ずつ繰り上げて(ステップ1
08)ベリファイを繰り返す。After this, a verify command is input (step 104). After a certain recovery time Ter has passed since the erase operation (step 105), the verify circuit 15 checks whether or not the threshold voltage of the memory cell is a predetermined value. The result of verification is pass, and while the final address is not reached (step 10
6) advances the address by one address (step 1
08) Repeat verification.
【0008】ベリファイの結果がフェイルであった場合
は、そのときのアドレスをアドレスラッチ回路31がラ
ッチし、ベリファイは中断する。そして、再び一括消去
が行われ(ステップ103)、フェイルであったアドレ
スからベリファイが行われる。このような動作が、最終
番地まで繰り返される。When the result of the verify is fail, the address latch circuit 31 latches the address at that time, and the verify is interrupted. Then, batch erasing is performed again (step 103), and verification is performed from the failed address. Such an operation is repeated until the final address.
【0009】ここで、ベリファイに要する時間TB は、
次の(1)式のようである。 TB ={容量+(消去回数−1)}*Ter (1) 但し、ここで「容量」とは、消去の対象となっているR
OMの容量とする。Here, the time TB required for verification is
It looks like the following equation (1). TB = {capacity + (number of erasures-1)} * Ter (1) where "capacity" is the R to be erased
The capacity is OM.
【0010】例えば、1〜4M ByteのNOR型E2 P
ROMにおいて、リカバリ時間Terを6μsとする。消
去回数を100回とすると、ベリファイに要する時間T
B は、1Mでは約800ms、4Mでは約3200ms
となる。For example, NOR type E 2 P of 1 to 4 MByte
In the ROM, the recovery time Ter is set to 6 μs. If the erase count is 100, the time T required for verification is
B is about 800 ms for 1M and about 3200 ms for 4M
Becomes
【0011】次に、従来の装置において発生していた過
消去という現象について説明する。図8(a)に示され
たセルは正常な消去状態にあり、論理「1」データに対
応している。また、図8(b)に示されたメモリセル
は、書き込み状態にあるセルであって、論理「0」デー
タに対応している。Next, the phenomenon of over-erasing that has occurred in the conventional device will be described. The cell shown in FIG. 8A is in a normal erased state and corresponds to logic "1" data. The memory cell shown in FIG. 8B is a cell in the written state and corresponds to logic "0" data.
【0012】さらに、図9に正常な消去状態にあるメモ
リセルの閾値分布をハッチングの施された領域51に示
し、書き込み状態にあるメモリセルの閾値分布を領域5
2に示す。セルのコントロールゲートにVcc電圧として
例えば5Vを印加すると、書き込まれているセルはオフ
状態を保ち、電流は流れない。正常な消去状態にあるセ
ルは、オン状態になって電流が流れる。また、消去状態
にあるセルのコントロールゲートに0Vを印加しても、
オフ状態となる。Further, FIG. 9 shows the threshold distribution of the memory cells in the normal erased state in the hatched area 51, and the threshold distribution of the memory cells in the written state in the area 5.
It is shown in FIG. When, for example, 5 V is applied as the Vcc voltage to the control gate of the cell, the written cell remains in the off state and no current flows. A cell in a normal erased state is turned on and a current flows. In addition, even if 0V is applied to the control gate of the cell in the erased state,
It is turned off.
【0013】メモリセルがマトリクス状に配置されたレ
イアウトを、図12に示す。ビット線BL1,BL2,
…とワード線WL1,WL2,…との交点にメモリセル
A1,A2,…,B1,B2,…が接続されている。メ
モリセルA1のデータを読み出す場合、このセルA1の
コントロールゲート、即ちワード線WL1を0Vにす
る。セルA1以外のセルには、電流は流れない状態にな
る。セルA1は、論理「1」データのときは電流が流れ
てビット線BL1の電位が降下する。論理「0」データ
のときは、セルAには電流が流れずビット線BL1の電
位は降下しない。このように、読み出すべきメモリセル
A1に接続されたビット線BL1の電位が降下するかし
ないかにより、論理データが「1」と「0」のいずれで
あるかを判断している。FIG. 12 shows a layout in which memory cells are arranged in a matrix. Bit lines BL1, BL2
, And word lines WL1, WL2, ... Are connected to memory cells A1, A2 ,. When reading the data of the memory cell A1, the control gate of the cell A1, that is, the word line WL1 is set to 0V. No current flows in cells other than the cell A1. In the cell A1, when the data is logic "1", a current flows and the potential of the bit line BL1 drops. In the case of logic "0" data, no current flows in the cell A and the potential of the bit line BL1 does not drop. In this way, it is determined whether the logical data is "1" or "0" depending on whether or not the potential of the bit line BL1 connected to the memory cell A1 to be read drops.
【0014】図10に、過消去が行われたセルの構造を
示す。フローティングゲート43は、図8(b)に示さ
れたようなデータが書き込まれて電子が注入された状態
とは逆に、正に帯電した状態になる。このときの閾値電
圧Vthの分布を図11の領域53に示す。このような過
消去されたセルは、ワード線WL1に0Vの電位を印加
されても電流が流れる。このため、過消去されたセルA
1が接続されたビット線BL1に接続された他の論理
「0」データのセルA2,A3,…を読み出す場合に
も、ビット線BL1の電位が降下して論理「1」データ
であると誤って読み出すことになる。このような過消去
の問題が従来の装置では発生していた。FIG. 10 shows the structure of a cell which has been overerased. The floating gate 43 is in a positively charged state as opposed to the state in which data is written and electrons are injected as shown in FIG. 8B. The distribution of the threshold voltage Vth at this time is shown in a region 53 of FIG. In such an over-erased cell, a current flows even if a potential of 0V is applied to the word line WL1. Therefore, the over-erased cell A
Even when reading cells A2, A3, ... Of other logic "0" data connected to the bit line BL1 to which 1 is connected, the potential of the bit line BL1 drops and it is erroneous that the data is logic "1" data. Will be read out. Such a problem of over-erasure has occurred in the conventional device.
【0015】次に、E2 PROMに電気的にデータを書
き込む動作について説明する。一例として、複数のデー
タを同時に書き込むNAND型E2 PROMの構成を図
13に示す。この装置は、装置内部にスタティック型の
センスアンプ兼ラッチ回路としての機能を有するレジス
タを備えている。書き込み及び読み出し動作は、このレ
ジスタとメモリセルアレイ間で、例えばレジスタの記憶
容量512バイトを1単位としてデータを転送すること
で行う。Next, the operation of electrically writing data in the E 2 PROM will be described. As an example, FIG. 13 shows the configuration of a NAND type E 2 PROM which simultaneously writes a plurality of data. This device includes a register having a function as a static sense amplifier / latch circuit inside the device. Write and read operations are performed by transferring data between the register and the memory cell array, for example, with a storage capacity of 512 bytes of the register as one unit.
【0016】本体セルアレイ67内のメモリセルA11
及びA12から成るページAに書き込みを行うものとす
る。選択ラインSL1をハイレベルに、選択ラインSL
2をロウレベルにし、セルA11及びA12をビット線
BL1、BL2に接続して接地電位端子から切り離す。Memory cell A11 in the main body cell array 67
And page A consisting of A12 and A12 is to be written. Select line SL1 to high level, select line SL
2 is set to the low level, the cells A11 and A12 are connected to the bit lines BL1 and BL2 and separated from the ground potential terminal.
【0017】書き込みを行う際の手順を図14のフロー
チャートに示す。先ず、書き込むべきページ内の先頭番
地にアドレスをセットする(ステップ401)。The procedure for writing is shown in the flowchart of FIG. First, an address is set at the head address in the page to be written (step 401).
【0018】ビット線BL1及びBL2に0Vを印加
し、ワード線WL1に内部電圧発生回路61で発生させ
たプログラム電圧を一定時間TPW印加する。このように
して書き込みを行うと、セルA1及びA2の閾値電圧V
thが高くなる(ステップ402)。0V is applied to the bit lines BL1 and BL2, and the program voltage generated by the internal voltage generating circuit 61 is applied to the word line WL1 for a predetermined time TPW. When writing is performed in this manner, the threshold voltage V of the cells A1 and A2 is
th becomes high (step 402).
【0019】この後、セルA1及びA2の閾値電圧が所
定値であるか否かを検査するベリファイ動作を、ベリフ
ァイ回路64を用いて行う(ステップ403)。ベリフ
ァイを行った結果がフェイルのときは、ベリファイ動作
を中断してアドレスをページの先頭番地に戻し再度書き
込みを行う。そして、ベリファイを行って(ステップ4
03)、ベリファイの結果が最終番地までOKが得られ
るまで(ステップ404、405)繰り返す。After that, a verify operation for checking whether or not the threshold voltages of the cells A1 and A2 are a predetermined value is performed using the verify circuit 64 (step 403). If the result of the verify is fail, the verify operation is interrupted, the address is returned to the head address of the page, and the write is performed again. Then, verify it (step 4
03), the verification result is repeated until OK is obtained up to the final address (steps 404 and 405).
【0020】同一ページ内で書き込み特性にばらつきが
あった場合に、次のような問題が発生する。即ち、書き
込みの速いセルがベリファイでOKとなっても、書き込
みの遅い他のセルがOKとなるまでは、双方のセルに対
して同時に書き込みが繰り返される。このため、書き込
みの速いセルではオーバプログラムという問題が発生す
る。If there are variations in writing characteristics within the same page, the following problems occur. That is, even if the fast-writing cell becomes OK by the verification, the writing is repeated simultaneously for both cells until the other slow-writing cell becomes OK. For this reason, the problem of over-programming occurs in a cell in which writing is fast.
【0021】次に、このオーバプログラムという問題に
ついて説明する。図15(a)に消去状態にあるメモリ
セルの構造を示し、図15(b)に正常な書き込み状態
にあるメモリセルの構造を示す。図16に、消去状態の
セルの閾値分布を領域81として示し、正常な書き込み
状態のセルの閾値分布を領域82として示す。Next, the problem of this overprogram will be described. 15A shows the structure of the memory cell in the erased state, and FIG. 15B shows the structure of the memory cell in the normally written state. In FIG. 16, the threshold distribution of cells in the erased state is shown as a region 81, and the threshold distribution of cells in a normally written state is shown as a region 82.
【0022】セルのコントロールゲート(ワード線W
L)に例えば電源電圧Vccとして5Vを印加すると、消
去状態のセルはオンし、正常に書き込まれたセルはオフ
する。さらに、正常に書き込まれたセルのコントロール
ゲートに電源電圧Vccを印加するとオンする。Cell control gate (word line W
When, for example, 5 V is applied as the power supply voltage Vcc to L), the erased cells are turned on and the normally written cells are turned off. Further, when the power supply voltage Vcc is applied to the control gate of the normally written cell, it turns on.
【0023】図17に、4MのNAND型FLASH
E2 PROMの本体セルアレイを示す。セルA1のコン
トロールゲート(ワード線WL1)に0Vを印加し、他
のコントロールゲートに電源電圧Vccを印加する。この
とき、セルA1が論理「1」データのときはオンし、他
のセルは全てオン状態になる。これにより、セル電流が
流れ、プリチャージされていたビット線BL1は放電さ
れ電位が降下する。セルA1のデータが論理「0」のと
きは、これとは逆にオフするので、ビット線BL1の電
位は降下しない。このように、このNAND型FLAS
H E2 PROMにおいても、ビット線BLの電位の降
下の有無でデータが論理「1」と「0」のいずれである
かを判断している。FIG. 17 shows a 4M NAND type FLASH.
The main cell array of E 2 PROM is shown. 0V is applied to the control gate (word line WL1) of the cell A1, and the power supply voltage Vcc is applied to the other control gates. At this time, when the cell A1 has the logic "1" data, it is turned on, and all the other cells are turned on. As a result, a cell current flows, the precharged bit line BL1 is discharged, and the potential drops. On the contrary, when the data in the cell A1 is logic "0", it is turned off, so that the potential of the bit line BL1 does not drop. Thus, this NAND type FLAS
Also in the HE 2 PROM, it is determined whether the data is logic "1" or "0" depending on whether or not the potential of the bit line BL drops.
【0024】ここで、オーバープログラムされたセルの
閾値電圧Vthの分布を図18に示す。オーバープログラ
ムされたセルは、電源電圧Vccをワード線WLに印加し
てもオフ状態を保つ。この結果、オーバープログラムさ
れたセルが接続されたビット線BLに接続された他の論
理「1」のセルを読み出す際に、ビット線BLの電位が
降下しないため誤って論理「0」のデータというように
読むことになる。このようなオーバープログラムの問題
が従来の装置では発生していた。Here, FIG. 18 shows the distribution of the threshold voltage Vth of the overprogrammed cells. The over-programmed cell remains off even if the power supply voltage Vcc is applied to the word line WL. As a result, when reading another cell of logic "1" connected to the bit line BL to which the over-programmed cell is connected, the potential of the bit line BL does not drop and is therefore mistakenly called data of logic "0". Will be read as The problem of such over-program has occurred in the conventional device.
【0025】[0025]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の装置には幾つかの問題があった。第1に、電気的書き
込み及び電気的消去が可能な不揮発性半導体記憶装置に
おいて、一括消去を行った後、全てのメモリセルに対し
て1つずつベリファイを行い、未消去のメモリセルがあ
ると再び一括消去を行うという複雑な作業が必要であっ
た。このため、多くの時間を費やすことになり、またこ
の時間はメモリ容量の増大とともに増大する。As described above, the conventional device has some problems. First, in an electrically writable and electrically erasable non-volatile semiconductor memory device, after collectively erasing, all memory cells are verified one by one, and there is an unerased memory cell. The complicated work of performing batch erasure again was necessary. For this reason, a lot of time is spent, and this time increases as the memory capacity increases.
【0026】第2に、従来の装置には過消去が発生する
前に消去動作を停止することができず、メモリセルの特
性を悪化させるという問題があった。Secondly, the conventional device has a problem that the erase operation cannot be stopped before the over-erase occurs and the characteristics of the memory cell are deteriorated.
【0027】第3に、電気的書き込みが可能な不揮発性
半導体記憶装置において、同時書き込みを行う場合、同
時に書き込んだセルのなかに書き込みの速いセルと遅い
セルとがあると、書き込みの遅いセルに合わせてプログ
ラムを繰り返すことで書き込みの速いセルにオーバープ
ログラムという問題が発生していた。Third, in the electrically writable non-volatile semiconductor memory device, when simultaneous writing is performed, if there are fast writing cells and slow writing cells among the simultaneously written cells, the cells are changed to slow writing cells. By repeating the programming at the same time, there has been a problem of over-programming in a cell with fast writing.
【0028】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、電気的書き込み及び電気的消去が可能な不揮発性半
導体記憶装置において、消去を行った後のベリファイの
工程を簡略化し、また過消去の発生を防止することので
きる半導体記憶装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing, the verifying step after erasing is simplified, and overerase is prevented. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of preventing the occurrence.
【0029】また、本発明は電気的書き込みが可能な不
揮発性半導体記憶装置において、複数のセルに一括して
書き込みを行う際に、書き込んだセルの全てに対して1
つずつベリファイする複雑な工程を簡略化し、さらにオ
ーバープログラムの発生を防止することのできる半導体
記憶装置を提供することを目的とする。Further, according to the present invention, in the electrically writable non-volatile semiconductor memory device, when writing is performed collectively to a plurality of cells, 1 is applied to all the written cells.
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of simplifying a complicated process of verifying each of them and preventing occurrence of over-programming.
【0030】[0030]
【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶装置は、複数のメモリセルが配置されたメモリセル
アレイを有し、前記メモリセルアレイの複数ビットにつ
いて同時に消去を行い、消去後の前記メモリセルの閾値
が所定の範囲内にあることが必要である電気的書き込み
及び電気的消去が可能な不揮発性半導体記憶装置であっ
て、前記メモリセルと等価なセル構造を有するモニタリ
ングセルと、前記モニタリングセルに消去を行った後、
このモニタリングセルの閾値と所定値とを比較し、この
比較結果に応じて前記メモリセルを消去する動作を制御
する消去制御回路とを備えることを特徴としている。A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged, erases a plurality of bits of the memory cell array at the same time, and erases the memory. A non-volatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing in which a cell threshold value is required to be within a predetermined range, the monitoring cell having a cell structure equivalent to the memory cell, and the monitoring cell. After erasing the cell,
An erase control circuit for comparing the threshold value of the monitoring cell with a predetermined value and controlling the operation of erasing the memory cell according to the comparison result is provided.
【0031】あるいは本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、複数のメモリセルが配置されたメモリセルアレイを
有し、前記メモリセルアレイの複数ビットについて同時
に書き込みを行い、書き込んだ後の前記メモリセルの閾
値が所定の範囲内にあることが必要である電気的書き込
みが可能な不揮発性半導体記憶装置であって、前記メモ
リセルと等価なセル構造を有するモニタリングセルと、
前記モニタリングセルに書き込みを行った後、このモニ
タリングセルの閾値と所定値とを比較し、この比較結果
に応じて前記メモリセルに書き込む動作を制御する書き
込み制御回路とを備えることを特徴としている。Alternatively, the non-volatile semiconductor memory device of the present invention has a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged, and a plurality of bits of the memory cell array are simultaneously written, and the threshold value of the memory cell after writing is An electrically writable non-volatile semiconductor memory device that needs to be within a predetermined range, and a monitoring cell having a cell structure equivalent to the memory cell,
After writing to the monitoring cell, a threshold value of the monitoring cell is compared with a predetermined value, and a write control circuit for controlling the operation of writing to the memory cell according to the comparison result is provided.
【0032】[0032]
【作用】電気的書き込み及び消去が可能な不揮発性半導
体記憶装置において、モニタリングセルに消去を行った
後、モニタリングセルの閾値と所定値とを比較してメモ
リセルを消去する動作を制御することで、メモリセルを
消去した後1つずつ全てのメモリセルをベリファイする
作業が不要となり、また過消去が防止される。In the electrically writable and erasable non-volatile semiconductor memory device, after the monitoring cell is erased, the threshold value of the monitoring cell is compared with a predetermined value to control the operation of erasing the memory cell. , The work of verifying all the memory cells one by one after erasing the memory cells is unnecessary, and over-erasure is prevented.
【0033】電気的書き込みが可能な不揮発性半導体記
憶装置において、モニタリングセルに書き込みを行った
後、モニタリングセルの閾値と所定値とを比較してメモ
リセルに書き込む動作を制御することで、メモリセルに
書き込みを行った後1つずつ全てのメモリセルをベリフ
ァイする作業が不要となり、またオーバープログラムが
防止される。In the electrically writable nonvolatile semiconductor memory device, after writing to the monitoring cell, the threshold value of the monitoring cell is compared with a predetermined value to control the operation of writing to the memory cell, thereby controlling the memory cell. After writing data into the memory cells, the operation of verifying all the memory cells one by one is not necessary, and over-programming is prevented.
【0034】[0034]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。先ず、第1の実施例による半導体記憶装
置は、電気的書き込み及び電気的消去が可能な不揮発性
半導体記憶装置である。この装置は、図1に示されるよ
うにメモリセルアレイ20内の本体側のメモリセルAの
他に、二つのモニタリングセルB及びCをさらに備えて
いる。このモニタリングセルB及びCは、本体側のメモ
リセルAと電気的に等価な構造を有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the semiconductor memory device according to the first embodiment is a non-volatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing. This device further includes two monitoring cells B and C in addition to the memory cell A on the main body side in the memory cell array 20 as shown in FIG. The monitoring cells B and C have a structure electrically equivalent to the memory cell A on the main body side.
【0035】降圧回路22は、消去電圧回路11が発生
した消去電圧VSSEAを所定レベルα(但しα>0V)ま
で降圧した消去電圧VSSEB(=VSSEA−α)を発生し、
モニタリングセルBのソース領域に印加するものであ
る。昇圧回路23は、消去電圧発生回路11から出力さ
れた消去電圧VSSEAを所定レベルβ(β>0V)まで昇
圧した消去電圧VSSEC(=VSSEA+β)を発生し、モニ
タリングセルCのソース領域に印加するものである。モ
ニタリングセルBは、本体側のメモリセルのうち消去さ
れにくいメモリセルを等価的に作り出したものに相当
し、モニタリングセルCは逆に消去されやすいメモリセ
ルを等価的に作り出したものに相当する。The step-down circuit 22 generates the erase voltage VSSEB (= VSSEA-α) by reducing the erase voltage VSSEA generated by the erase voltage circuit 11 to a predetermined level α (where α> 0V),
It is applied to the source region of the monitoring cell B. The booster circuit 23 generates an erase voltage VSSEC (= VSSEA + β) obtained by boosting the erase voltage VSSEA output from the erase voltage generating circuit 11 to a predetermined level β (β> 0V), and applies it to the source region of the monitoring cell C. Is. The monitoring cell B is equivalent to a memory cell that is hard to erase among the memory cells on the main body side, and the monitoring cell C is equivalent to a memory cell that is easily erased.
【0036】比較回路17は、モニタリングセルB及び
Cのそれぞれのドレイン領域に接続されている。この比
較回路17は、それぞれのドレイン領域に接続された信
号線を充電する。モニタリングセルB及びCのゲート
に、それぞれの閾値電圧よりも高い電圧が印加されたと
きは導通し、充電されたそれぞれの信号線が放電されて
電位が降下する。この現象から、比較回路17はモニタ
リングセルB及びCの導通又は非導通を検出する。他の
図6に示された要素と同一のものには同一の番号を付し
て説明を省略する。The comparison circuit 17 is connected to the drain regions of the monitoring cells B and C, respectively. The comparison circuit 17 charges the signal line connected to each drain region. When a voltage higher than each threshold voltage is applied to the gates of the monitoring cells B and C, the monitoring cells B and C become conductive, and the charged signal lines are discharged and the potential drops. From this phenomenon, the comparison circuit 17 detects conduction or non-conduction of the monitoring cells B and C. The same elements as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0037】このような構成を備えた本実施例の装置に
おける消去動作について、以下に述べる。The erase operation in the device of this embodiment having such a configuration will be described below.
【0038】プログラム電圧回路12から一定時間プロ
グラム電圧が出力され、フローティングゲートに電子が
注入されてメモリセルの閾値電圧が高くなりデータが書
込まれる。The program voltage is output from the program voltage circuit 12 for a certain period of time, electrons are injected into the floating gate, the threshold voltage of the memory cell is increased, and data is written.
【0039】この後、図2のフローチャートに示される
ような手順で消去動作が行われる。先ず、ステップ20
1のように消去コマンドが入力される。そして、ステッ
プ202のように一括消去が行われる。消去電圧回路1
1から消去電圧VSSEAが発生され、本体側の全てのメモ
リセルAのソース領域に一定時間TEW印加される。After that, the erase operation is performed in the procedure shown in the flow chart of FIG. First, step 20
The erase command is input as in 1. Then, batch erasing is performed as in step 202. Erase voltage circuit 1
The erase voltage VSSEA is generated from 1 and is applied to the source regions of all the memory cells A on the main body side for a fixed time TEW.
【0040】同時に、消去電圧VSSEAが降圧回路22に
よって電圧αだけ降圧され、消去電圧VSSEBが出力され
てモニタリングセルBの接地端子に印加される。さら
に、消去電圧VSSEAが昇圧回路23によって電圧βだけ
昇圧され、消去電圧VSSECが出力されてモニタリングセ
ルCの接地端子に印加される。At the same time, the erase voltage VSSEA is stepped down by the voltage α by the step-down circuit 22, and the erase voltage VSSEB is output and applied to the ground terminal of the monitoring cell B. Further, the erase voltage VSSEA is boosted by the voltage β by the booster circuit 23, and the erase voltage VSSEC is output and applied to the ground terminal of the monitoring cell C.
【0041】この後、ステップ203のようにベリファ
イコマンドが入力される。ステップ204のように一定
のリカバリ時間が経過した後、ステップ205のように
ベリファイの結果がOKか否かを検査していく。即ち、
モニタリングセルB,Cの閾値電圧がデータが消去され
たときの所定値になっているか否かが、データベリファ
イ回路15及び比較回路17により検査される。After this, a verify command is input as in step 203. After a certain recovery time has elapsed as in step 204, it is checked in step 205 whether the verification result is OK. That is,
The data verify circuit 15 and the comparison circuit 17 check whether or not the threshold voltages of the monitoring cells B and C have a predetermined value when the data is erased.
【0042】具体的には、モニタリングセルBについ
て、所定値として例えば3.5Vでベリファイを行い、
オンしてセル電流が流れれば論理「0」データに相当し
消去不足であると判断する。逆に、モニタリングセルB
がオンして電流が流れたときは、論理「1」データに相
当し消去状態であるとする。Specifically, for the monitoring cell B, verification is performed at a predetermined value, for example, 3.5V,
When the cell current is turned on and the cell current flows, it corresponds to the logic "0" data and it is determined that the erasure is insufficient. Conversely, monitoring cell B
When is turned on and a current flows, it corresponds to logic "1" data and is in an erased state.
【0043】モニタリングセルCについて、所定値とし
て例えば0Vでベリファイを行い、オフ状態を保ってい
れば過消去になっていないと判断することができる。逆
に、オンしてセル電流が流れたときは、過消去状態にな
っていることが判明する。For the monitoring cell C, verification is performed at a predetermined value, for example, 0 V, and if it is kept in the off state, it can be determined that overerasing has not occurred. On the contrary, when it is turned on and the cell current flows, it is found that the cell is in the over-erased state.
【0044】消去動作を停止するタイミングとしては、
モニタリングセルBが消去状態であって、モニタリング
セルCが過消去となった直後とする。The timing for stopping the erase operation is
It is assumed that the monitoring cell B is in the erased state and the monitoring cell C is over-erased.
【0045】また、消去を停止する動作は、例えば以下
のように行ってもよい。モニタリングセルB及びCをベ
リファイ回路15でベリファイし比較回路17で比較し
たデータを、図示されていない外部入出力端子より外部
に出力する。そして、外部にこのデータに基づいて消去
動作を継続するか停止するかを判断する。あるいは、外
部へは出力せずに比較回路17で比較及び停止すべきか
否かを判定する動作を行い、制御回路13に消去動作の
継続又は終了を指示する信号を与えてもよい。The operation of stopping the erasing may be performed as follows, for example. The verifying circuit 15 verifies the monitoring cells B and C, and the comparing circuit 17 compares the data and outputs the data to the outside from an external input / output terminal (not shown). Then, based on this data, it is externally determined whether to continue or stop the erase operation. Alternatively, the comparison circuit 17 may perform an operation of determining whether to compare and stop without outputting the signal to the outside, and give the control circuit 13 a signal instructing to continue or end the erase operation.
【0046】第1の実施例では、このようなモニタリン
グ用のメモリセルB及びCを有し、一括消去時に本体側
のメモリセルAに印加する消去電圧VSSEAよりも低い電
圧と高い電圧とをそれぞれ印加する。このようにして、
高い電圧を印加しないと消去されないメモリセルと、低
い電圧で消去されるメモリセルとを等価的に作り出すこ
とで、消去の度合いと過消去の発生とをモニタし、本体
側の全メモリセルの消去量を1つずつ検査して行く必要
性を排除している。これにより、検査時間が短縮され、
また過消去が防止される。The first embodiment has such memory cells B and C for monitoring, and a voltage lower than the erase voltage VSSEA applied to the memory cell A on the main body side and a voltage higher than the erase voltage VSSEA are applied at the time of batch erase. Apply. In this way,
By equivalently creating memory cells that are not erased unless a high voltage is applied and memory cells that are erased at a low voltage, the degree of erase and the occurrence of over-erase are monitored, and all memory cells on the main body side are erased. It eliminates the need to inspect quantities one by one. This reduces inspection time,
Also, over-erasure is prevented.
【0047】次に、本発明の第2の実施例について図面
を参照して説明する。この第2の実施例は、電気的書き
込みが可能な不揮発性半導体記憶装置であって、図3に
示されるような構成を備えている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The second embodiment is an electrically writable non-volatile semiconductor memory device having a structure as shown in FIG.
【0048】上述した図13に示された従来の装置と比
較し、次の点が相違する。本体側のメモリセルアレイ6
7のメモリセルと電気的に等価な構成を有するモニタリ
ングセルB及びCを有している。この二つのモニタリン
グセルB及びCには、それぞれ本体側のメモリセルに印
加される内部電圧発生回路94から発生された書き込み
電圧VPPA とは異なる書き込み電圧VPPB (=VPPA −
α)、VPPC (=VPPA +β)が印加される。この書き
込み電圧VPPB 及びVPPC は、内部電圧発生回路92及
び93によってそれぞれ発生される。Compared with the conventional apparatus shown in FIG. 13 described above, the following points are different. Memory cell array 6 on the main unit side
7 monitoring cells B and C having a configuration electrically equivalent to that of memory cell 7. A write voltage VPPB (= VPPA −) different from the write voltage VPPA generated by the internal voltage generation circuit 94 applied to the memory cells on the main body side is applied to the two monitoring cells B and C, respectively.
α) and VPPC (= VPPA + β) are applied. The write voltages VPPB and VPPC are generated by internal voltage generating circuits 92 and 93, respectively.
【0049】そして、それぞれの書き込み電圧VPPB 及
びVPPC がモニタリングセルB及びCのゲートに印加さ
れる。これにより、書き込みの遅いメモリセルであるモ
ニタリングセルBと、書き込みの速いメモリセルである
モニタリングセルCとが等価的に作り出される。Then, the respective write voltages VPPB and VPPC are applied to the gates of the monitoring cells B and C, respectively. As a result, the monitoring cell B, which is a slow-writing memory cell, and the monitoring cell C, which is a fast-writing memory cell, are created equivalently.
【0050】図5(a)に、本体側のメモリセルに書き
込みが行われたときの構造を示す。フローティングゲー
ト43に所定量の電子が注入された状態となっている。
これに対し、モニタリングセルBは書き込みが遅いセル
に相当し、図5(b)に示されたような構造を持ってい
る。即ち、フローティングゲート43に注入される電子
の量は、本体側のメモリセルよりも少ない。モニタリン
グセルCは、書き込みが速いセルに相当し、電子の注入
量が多い。FIG. 5A shows the structure when writing is performed to the memory cell on the main body side. A predetermined amount of electrons are injected into the floating gate 43.
On the other hand, the monitoring cell B corresponds to a cell in which writing is slow and has a structure as shown in FIG. That is, the amount of electrons injected into the floating gate 43 is smaller than that of the memory cell on the main body side. The monitoring cell C corresponds to a cell in which writing is fast and has a large amount of injected electrons.
【0051】比較回路91は、このモニタリングセルB
及びCのドレインに接続されており、書き込み電圧VPP
B 及びVPPC をそれぞれ印加されて導通したか否かを判
定する。他の図13に示された要素と同一のものには同
一の番号を付して説明を省略する。The comparison circuit 91 uses this monitoring cell B.
And the drains of C and write voltage VPP
It is determined whether or not B and VPPC have been applied to make them conductive. The same elements as those shown in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0052】図4に、本実施例における書き込み動作の
手順を示す。制御回路62の制御に基づいて、一定時間
モニタリングセルB及びCにそれぞれ書き込み電圧VPP
B 及びVPPC が同時に印加されて書き込みが行われる
(ステップ301)。FIG. 4 shows the procedure of the write operation in this embodiment. Under the control of the control circuit 62, the write voltage VPP is applied to the monitoring cells B and C for a certain time.
B and VPPC are simultaneously applied to perform writing (step 301).
【0053】次に、ステップ302としてモニタリング
セルB及びCに対してベリファイを行う。上述したよう
に、比較回路91によってモニタリングセルB及びCに
それぞれセル電流が流れたか否かを判定する。Next, as step 302, verification is performed on the monitoring cells B and C. As described above, the comparison circuit 91 determines whether or not cell currents flow through the monitoring cells B and C, respectively.
【0054】モニタリングセルBについては、予め設定
した所定値である例えば0.5Vでベリファイを行い、
オンしてセル電流が流れた場合は論理「1」データに相
当し、書き込みが不足していると判定する。逆に、モニ
タリングセルBにセル電流が流れたときは、書き込みが
完了したと判定する。For the monitoring cell B, verification is performed at a preset predetermined value, for example, 0.5V,
When it is turned on and a cell current flows, it corresponds to logic "1" data, and it is determined that writing is insufficient. On the contrary, when the cell current flows through the monitoring cell B, it is determined that the writing is completed.
【0055】モニタリングセルCについては、所定値と
して例えば4Vでベリファイを行い、セル電流が流れれ
ばオーバープログラム状態にはまだなっていないと判定
する。逆に、セル電流が流れないときには既にオーバー
プログラムであると判定する。The monitoring cell C is verified with a predetermined value of, for example, 4 V, and if the cell current flows, it is determined that it is not in the over-programmed state. On the contrary, when the cell current does not flow, it is determined that over-programming has already been performed.
【0056】そして、具体的な書き込みを停止すべきタ
イミングとしては、モニタリングセルBが書き込み状態
であって、モニタリングセルCがオーバープログラム状
態になった直後とする。The specific timing at which writing should be stopped is immediately after the monitoring cell B is in the written state and the monitoring cell C is in the over-programmed state.
【0057】書き込みを停止する構成としては、例えば
次のようなものであってもよい。モニタリングセルB及
びCをベリファイ回路64でベリファイし、比較回路9
1で判定して判定結果を外部へ出力し、外部に設けた手
段により書き込みを継続するか停止するかを制御する。
あるいは、比較回路91の内部で判定した結果に基づい
て、制御回路62に書き込みの継続又は停止を指令す
る。The structure for stopping writing may be, for example, as follows. The verifying circuit 64 verifies the monitoring cells B and C, and the comparing circuit 9
The determination result is output to the outside, and whether the writing is continued or stopped is controlled by means provided outside.
Alternatively, the control circuit 62 is instructed to continue or stop writing based on the result determined inside the comparison circuit 91.
【0058】第2の実施例によれば、本体側のメモリセ
ルを書き込む際に対象となる全メモリセルに対してベリ
ファイを行う必要性が排除される。等価的に書き込みの
遅いメモリセルと速いメモリセルとに対応したモニタリ
ングセルB及びCを用いることで、ベリファイ時間が従
来と比較して大幅に短縮される。また、従来はメモリの
容量の増大に伴ってベリファイ時間も増大していたが、
本実施例によればメモリの容量とは無関係に短縮するこ
とができる。例えば、消去リカバリ時間Terを6μsと
し、消去回数を100回とすると、メモリの容量とは無
関係に約0.6μsでベリファイが可能である。According to the second embodiment, it is possible to eliminate the need for verifying all the target memory cells when writing the memory cells on the main body side. By using the monitoring cells B and C equivalently corresponding to the slow-writing memory cell and the fast-writing memory cell, the verify time is significantly shortened as compared with the conventional case. Also, in the past, the verify time also increased with the increase in memory capacity.
According to this embodiment, the size can be shortened regardless of the memory capacity. For example, if the erase recovery time Ter is 6 μs and the number of times of erasing is 100, the verification can be performed in about 0.6 μs regardless of the memory capacity.
【0059】また、本実施例によれば書き込み量の上限
及び下限を二つのモニタリングセルB及びCを用いるこ
とで制御できるため、書き込み不足及びオーバーライト
の問題を解消することができる。Further, according to the present embodiment, the upper and lower limits of the write amount can be controlled by using the two monitoring cells B and C, so that the problems of insufficient writing and overwriting can be solved.
【0060】ここで、本実施例ではモニタリングセルと
して2セル分本体側のメモリセルアレイに追加するのみ
で足りるため、チップサイズが増大する虞れはない。In this embodiment, since it is sufficient to add two monitoring cells to the memory cell array on the main body side, there is no fear that the chip size will increase.
【0061】上述の実施例はいずれも一例であり、本発
明を限定するものではない。例えば、いずれの実施例も
モニタリングセルを2つ備えている。しかし、少なくと
も1つモニタリングセルを備え、このモニタリングセル
に消去又は書き込みを行った後の閾値電圧を調べて本体
側のメモリセルの消去又は書き込みを制御するものであ
ればよい。The above-mentioned embodiments are merely examples and do not limit the present invention. For example, each of the embodiments has two monitoring cells. However, it is sufficient that at least one monitoring cell is provided, and the threshold voltage after erasing or writing to this monitoring cell is checked to control the erasing or writing of the memory cell on the main body side.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
体側のメモリセルと等価な構成を有するモニタリングセ
ルを用いて消去又は書き込みを行い、このモニタリング
セルの閾値を所定値と比較してメモリセルの消去又は書
き込み動作を制御することで、全てのメモリセルに対し
てベリファイを行う作業を不要とし、さらに過消去又は
オーバープログラムの発生を防止することができる。As described above, according to the present invention, erasing or writing is performed using a monitoring cell having a configuration equivalent to the memory cell on the main body side, and the threshold value of this monitoring cell is compared with a predetermined value. By controlling the erasing or writing operation of the memory cells, the work of verifying all the memory cells becomes unnecessary, and overerasure or overprogramming can be prevented.
【図1】本発明の第1の実施例による不揮発性半導体記
憶装置の構成を示したブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同不揮発性半導体記憶装置に消去を行うときの
手順を示したフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for erasing data in the nonvolatile semiconductor memory device.
【図3】本発明の第2の実施例による不揮発性半導体記
憶装置の構成を示したブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】同不揮発性半導体記憶装置に消去を行うときの
手順を示したフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for erasing data in the nonvolatile semiconductor memory device.
【図5】同不揮発性半導体記憶装置における本体側のメ
モリセルとモニタリングセルに書き込みを行ったときの
素子の構造を示した縦断面図。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a structure of an element when writing is performed to a memory cell and a monitoring cell on a main body side in the same nonvolatile semiconductor memory device.
【図6】従来の不揮発性半導体記憶装置の構成を示した
ブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.
【図7】同不揮発性半導体記憶装置に消去を行うときの
手順を示したフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for erasing data in the nonvolatile semiconductor memory device.
【図8】同不揮発性半導体記憶装置において正常な消去
状態にあるセルと書き込みが行われたセルの素子の構造
を示した縦断面図。FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing structures of elements of a cell in a normal erased state and a cell in which writing is performed in the same nonvolatile semiconductor memory device.
【図9】同不揮発性半導体記憶装置において正常な消去
状態にあるセルと書き込みが行われたセルの閾値電圧の
分布を示した説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing distributions of threshold voltages of cells in a normal erased state and written cells in the same nonvolatile semiconductor memory device.
【図10】同不揮発性半導体記憶装置において過消去が
行われたセルの素子の構造を示した縦断面図。FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing the structure of an element of a cell in which overerasing is performed in the same nonvolatile semiconductor memory device.
【図11】同不揮発性半導体記憶装置において過消去が
行われたセルの閾値電圧の分布を示した説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a threshold voltage distribution of cells in which overerasure has been performed in the same nonvolatile semiconductor memory device.
【図12】従来の他の不揮発性半導体記憶装置のセルア
レイの配置を示した回路図。FIG. 12 is a circuit diagram showing an arrangement of a cell array of another conventional nonvolatile semiconductor memory device.
【図13】従来のさらに他の不揮発性半導体記憶装置の
構成を示したブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of still another conventional nonvolatile semiconductor memory device.
【図14】同不揮発性半導体記憶装置における書き込み
の手順を示したフローチャート。FIG. 14 is a flowchart showing a writing procedure in the nonvolatile semiconductor memory device.
【図15】同不揮発性半導体記憶装置において消去状態
にあるセルと正常に書き込みが行われたセルの素子の構
造を示した縦断面図。FIG. 15 is a vertical cross-sectional view showing structures of elements in a cell in an erased state and a cell in which normal writing has been performed in the same nonvolatile semiconductor memory device.
【図16】同不揮発性半導体記憶装置において消去状態
にあるセルと正常に書き込みが行われたセルの閾値電圧
分布を示した説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram showing threshold voltage distributions of cells in an erased state and cells in which normal writing has been performed in the same nonvolatile semiconductor memory device.
【図17】従来のさらに他の不揮発性半導体記憶装置の
構成を示した回路図。FIG. 17 is a circuit diagram showing the configuration of still another conventional nonvolatile semiconductor memory device.
【図18】同不揮発性半導体記憶装置においてオーバー
プログラムが行われたセルの閾値電圧の分布を示した説
明図。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a distribution of threshold voltages of cells on which over-programming is performed in the same nonvolatile semiconductor memory device.
11 消去電圧回路 12 プログラム電圧回路 13 制御回路 14 データバッファ 15 ベリファイ回路 16 アドレスバッファ 17 比較回路 18 センスアンプ 19,68 カラムデコーダ 20,67 メモリセルアレイ 21,70 ロウデコーダ 22,92 降圧回路 23,93 昇圧回路 40 半導体基板 41 ソース領域 42 ドレイン領域 43 フローティングゲート 45 ゲート電極 62 制御回路 63 データバッファ 64 ベリファイ回路 66 アドレスバッファ 69 センスアンプ兼ラッチ回路 91 比較回路 94 内部電圧発生回路 11 erase voltage circuit 12 program voltage circuit 13 control circuit 14 data buffer 15 verify circuit 16 address buffer 17 comparison circuit 18 sense amplifier 19,68 column decoder 20,67 memory cell array 21,70 row decoder 22,92 step-down circuit 23,93 step-up Circuit 40 Semiconductor substrate 41 Source region 42 Drain region 43 Floating gate 45 Gate electrode 62 Control circuit 63 Data buffer 64 Verify circuit 66 Address buffer 69 Sense amplifier / latch circuit 91 Comparison circuit 94 Internal voltage generation circuit
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 27/10 434 29/78 371 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 29/788 29/792 H01L 27/10 434 29/78 371
Claims (16)
アレイを有し、前記メモリセルアレイの複数ビットにつ
いて同時に消去を行い、消去後の前記メモリセルの閾値
が所定の範囲内にあることが必要である電気的書き込み
及び電気的消去が可能な不揮発性半導体記憶装置におい
て、 前記メモリセルと等価なセル構造を有するモニタリング
セルと、 前記モニタリングセルに消去を行った後、このモニタリ
ングセルの閾値と所定値とを比較し、この比較結果に応
じて前記メモリセルを消去する動作を制御する消去制御
回路とを備え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 memory cells are arranged, a plurality of bits of the memory cell array are simultaneously erased, and the threshold value of the memory cell after the erase is required to be within a predetermined range. In a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing, a monitoring cell having a cell structure equivalent to the memory cell, and a threshold value and a predetermined value of the monitoring cell after erasing the monitoring cell And an erase control circuit for controlling the operation of erasing the memory cell in accordance with the comparison result with a non-volatile semiconductor memory device.
を消去するときに用いる消去電圧と異なる電圧を印加さ
れて消去されることを特徴とする請求項1記載の不揮発
性半導体記憶装置。2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the monitoring cell is erased by applying a voltage different from an erase voltage used when erasing the memory cell.
つ備え、前記メモリセルを消去するときに用いる消去電
圧とそれぞれに異なる消去電圧を印加されて消去される
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. At least 2 as the monitoring cell.
2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising one of them, wherein an erase voltage different from an erase voltage used when the memory cell is erased is applied to erase.
を消去するときに同時に消去され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 non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the monitoring cell is erased at the same time when the memory cell is erased.
を消去するときと同一時間電圧を印加されて消去される
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。5. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the monitoring cell is erased by applying a voltage for the same time as when the memory cell is erased.
ルの閾値が前記所定値にほぼ一致すると、そのことを示
す信号を外部へ出力する出力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。6. The non-volatile memory according to claim 1, wherein the erase control circuit has an output means for outputting a signal indicating the threshold value of the monitoring cell to the outside when the threshold value of the monitoring cell substantially matches the predetermined value. Semiconductor memory device.
前記モニタリングセルを消去する動作と、前記モニタリ
ングセルの閾値と前記所定値とを比較する動作とを交互
に行い、 前記モニタリングセルの閾値が前記所定値にほぼ一致す
るまでは前記メモリセル及び前記モニタリングセルを消
去する動作を継続し、 前記モニタリングセルの閾値が前記所定値にほぼ一致す
ると前記メモリセル及び前記モニタリングセルを消去す
る動作を停止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。7. The erase control circuit alternately performs an operation of erasing the memory cell and the monitoring cell and an operation of comparing a threshold value of the monitoring cell with the predetermined value, and a threshold value of the monitoring cell is changed. The operation of erasing the memory cell and the monitoring cell is continued until the threshold value of the monitoring cell substantially matches the predetermined value, and the operation of erasing the memory cell and the monitoring cell is stopped when the threshold value of the monitoring cell substantially matches the predetermined value. The method according to claim 1, wherein
The nonvolatile semiconductor memory device described.
去する動作を、外部から与えられる信号に基づいて制御
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 semiconductor memory device according to claim 1, wherein the erase control circuit controls an operation of erasing the memory cell based on a signal applied from the outside.
アレイを有し、前記メモリセルアレイの複数ビットにつ
いて同時に書き込みを行い、書き込んだ後の前記メモリ
セルの閾値が所定の範囲内にあることが必要である電気
的書き込みが可能な不揮発性半導体記憶装置において、 前記メモリセルと等価なセル構造を有するモニタリング
セルと、 前記モニタリングセルに書き込みを行った後、このモニ
タリングセルの閾値と所定値とを比較し、この比較結果
に応じて前記メモリセルに書き込む動作を制御する書き
込み制御回路とを備えることを特徴とする不揮発性半導
体記憶装置。9. A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged, and it is necessary that a plurality of bits of the memory cell array are simultaneously written, and the threshold value of the memory cell after writing is within a predetermined range. In the electrically writable non-volatile semiconductor memory device, a monitoring cell having a cell structure equivalent to the memory cell is written, and after writing to the monitoring cell, the threshold value of the monitoring cell is compared with a predetermined value. And a write control circuit for controlling an operation of writing to the memory cell according to the comparison result.
ルに書き込むときに用いる書き込み電圧と異なる電圧を
印加されて書き込まれることを特徴とする請求項9記載
の不揮発性半導体記憶装置。10. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the monitoring cell is written by applying a voltage different from a write voltage used when writing to the memory cell.
2つ備え、このモニタリングセルは、前記メモリセルに
書き込むときに用いる書き込み電圧とそれぞれに異なる
電圧を印加されて書き込まれることを特徴とする請求項
9記載の不揮発性半導体記憶装置。11. The monitoring cell according to claim 9, wherein at least two monitoring cells are provided, and the monitoring cells are written by applying different voltages to write voltages used when writing to the memory cells. Nonvolatile semiconductor memory device.
ルに書き込むときに同時に書き込まれることを特徴とす
る請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。12. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the monitoring cell is written simultaneously when writing to the memory cell.
ルに書き込むときと同一時間電圧を印加されて書き込ま
れることを特徴とする請求項9記載の不揮発性半導体記
憶装置。13. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the monitoring cell is written by applying a voltage for the same time as when writing to the memory cell.
ングセルの閾値が前記所定値にほぼ一致すると、そのこ
とを示す信号を外部へ出力する出力手段を有することを
特徴とする請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。14. The nonvolatile memory according to claim 9, wherein the write control circuit has an output means for outputting a signal indicating that the threshold value of the monitoring cell substantially coincides with the predetermined value, to the outside. Semiconductor memory device.
ル及び前記モニタリングセルに書き込みを行う動作と、
前記モニタリングセルの閾値電圧と前記所定値とを比較
する動作とを交互に行い、 前記モニタリングセルの閾値が前記所定値にほぼ一致す
るまでは前記メモリセル及び前記モニタリングセルに書
き込む動作を継続し、 前記モニタリングセルの閾値電圧が前記所定値にほぼ一
致すると前記メモリセル及び前記モニタリングセルに書
き込む動作を停止するものであることを特徴とする請求
項9記載の不揮発性半導体記憶装置。15. The write control circuit performs an operation of writing to the memory cell and the monitoring cell,
Alternately performing an operation of comparing the threshold voltage of the monitoring cell and the predetermined value, until the threshold of the monitoring cell substantially matches the predetermined value, continue the operation of writing to the memory cell and the monitoring cell, 10. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein when the threshold voltage of the monitoring cell is substantially equal to the predetermined value, the write operation to the memory cell and the monitoring cell is stopped.
ルに書き込む動作の制御を、外部から与えられる信号に
基づいて行うことを特徴とする請求項9記載の不揮発性
半導体記憶装置。16. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the write control circuit controls an operation of writing to the memory cell based on a signal applied from the outside.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19554894A JPH0863982A (en) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Non-volatile semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19554894A JPH0863982A (en) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Non-volatile semiconductor memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0863982A true JPH0863982A (en) | 1996-03-08 |
Family
ID=16342936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19554894A Pending JPH0863982A (en) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Non-volatile semiconductor memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0863982A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6798698B2 (en) | 1997-05-14 | 2004-09-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
KR100469673B1 (en) * | 1997-12-01 | 2005-06-17 | 아믹 테크놀로지 인코퍼레이티드 | Circuit for detecting both charge gain and charge loss properties in a non-volatile memory array |
KR100469674B1 (en) * | 1997-12-11 | 2005-06-27 | 아믹 테크놀로지 인코퍼레이티드 | Circuit and method for erasing flash memory array |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19554894A patent/JPH0863982A/en active Pending
Cited By (9)
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US6940752B2 (en) | 1997-05-14 | 2005-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
US7224612B2 (en) | 1997-05-14 | 2007-05-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
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