JPH09198882A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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JPH09198882A
JPH09198882A JP9862696A JP9862696A JPH09198882A JP H09198882 A JPH09198882 A JP H09198882A JP 9862696 A JP9862696 A JP 9862696A JP 9862696 A JP9862696 A JP 9862696A JP H09198882 A JPH09198882 A JP H09198882A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten time required for writing operation as a whole to allow eliminating of any unnecessary verifying lead in the storing of multi-valued information. SOLUTION: This apparatus performs a multi-valued storing of data 'i' (i=0, 1, 2) with three memory states held in one memory cell. In this case, the apparatus is also provided with a plurality of data circuits to temporarily store data for controlling the writing operation state of a plurality of memory cells in an array, a write verifying circuit to verify the writing state of the plurality of memory cells and a (i)th data batch verifying circuit to perform a batch detection of whether the memory cell to write the data 'i' thereinto reaches the memory status of the data '1'' or not. With the batch detection that the memory cell to write the data '1' thereinto reaches the memory status of the data '1', no write verifying operation is done for the data '1' in the further write verifying operation when writing and write verifying operation are continued until the plurality of memory cells reach the specified writing status.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的書替え可能
な不揮発性半導体記憶装置(EEPROM)に係わり、
特に1つのメモリセルに1ビットより多い情報を記憶さ
せる多値記憶を行う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),
In particular, the present invention relates to an EEPROM that performs multivalued storage in which one memory cell stores more than one bit of information.

【0002】[0002]

【従来の技術】EEPROMの1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用する形で直列接続し1単位として
ビット線に接続するものである。メモリセルは通常、電
荷蓄積層と制御ゲートが積層されたFETMOS構造を
有する。メモリセルアレイは、p型基板又はn型基板に
形成されたp型ウェル内に集積形成される。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共通ソース線
に接続される。メモリセルの制御ゲートは、行方向に連
続的に配設されてワード線となる。
2. Description of the Related Art As one of the EEPROMs, a NAND type EEPROM capable of high integration is known. This is to connect a plurality of memory cells in series so that their sources and drains are shared by adjacent ones and to connect them to a bit line as one unit. The memory cell usually has a FETMOS structure in which a charge storage layer and a control gate are stacked. The memory cell array is integrated and formed in a p-type well formed on a p-type substrate or an n-type substrate. The drain side of the NAND cell is connected to the bit line via the select gate, and the source side is also connected to the common source line via the select gate. The control gates of the memory cells are continuously arranged in the row direction to form word lines.

【0003】このNANDセル型EEPROMの動作
は、次の通りである。データ書き込みは、ビット線から
最も離れた位置のメモリセルから順に行う。選択された
メモリセルの制御ゲートには高電圧Vpp(=20V程
度)を印加し、それよりビット線側にあるメモリセルの
制御ゲート及び選択ゲートには中間電圧Vppm(=1
0V程度)を印加し、ビット線にはデータに応じて0V
又は中間電圧Vm(=8V程度)を与える。ビット線に
0Vが与えられた時、その電位は選択メモリセルのドレ
インまで転送されて、電荷蓄積層に電子注入が生じる。
これにより、選択されたメモリセルのしきい値は正方向
にシフトする。この状態を例えば“1”とする。ビット
線にVmが与えられた時は電子注入が実効的に起こら
ず、従ってしきい値は変化せず、負に止まる。この状態
は消去状態で“0”とする。データ書き込みは制御ゲー
トを共有するメモリセルに対して同時に行われる。
The operation of this NAND cell type EEPROM is as follows. Data writing is performed in order from the memory cell farthest from the bit line. A high voltage Vpp (= about 20 V) is applied to the control gate of the selected memory cell, and an intermediate voltage Vppm (= 1 is applied to the control gate and the select gate of the memory cell on the bit line side from that.
0V) is applied, and 0V is applied to the bit line according to the data.
Alternatively, an intermediate voltage Vm (= about 8V) is applied. When 0V is applied to the bit line, the potential is transferred to the drain of the selected memory cell, and electrons are injected into the charge storage layer.
As a result, the threshold value of the selected memory cell shifts in the positive direction. This state is, for example, "1". When Vm is applied to the bit line, electron injection does not effectively occur, so the threshold value does not change and remains negative. This state is an erased state and is "0". Data writing is simultaneously performed on memory cells sharing a control gate.

【0004】データ消去は、NANDセル内の全てのメ
モリセルに対して同時に行われる。即ち、全ての制御ゲ
ートを0Vとし、p型ウェルを20Vとする。このと
き、選択ゲート,ビット線及びソース線も20Vにされ
る。これにより、全てのメモリセルで電荷蓄積層の電子
がp型ウェルに放出され、しきい値は負方向にシフトす
る。
Data erasing is simultaneously performed on all the memory cells in the NAND cell. That is, all the control gates are set to 0V and the p-type well is set to 20V. At this time, the selection gate, the bit line and the source line are also set to 20V. As a result, in all memory cells, the electrons in the charge storage layer are emitted to the p-type well, and the threshold value shifts in the negative direction.

【0005】データ読み出しは、選択されたメモリセル
の制御ゲートを0Vとし、それ以外のメモリセルの制御
ゲート及び選択ゲートを電源電位Vcc(例えば5V)
として、選択メモリセルで電流が流れるか否かを検出す
ることにより行われる。
For data reading, the control gates of the selected memory cells are set to 0V, and the control gates and selection gates of the other memory cells are set to the power supply potential Vcc (for example, 5V).
Is performed by detecting whether or not a current flows in the selected memory cell.

【0006】読み出し動作の制約から、“1”書き込み
後のしきい値は0VからVccの間に制御しなければな
らない。このため、書き込みベリファイが行われ、
“1”書き込み不足のメモリセルのみを検出し、“1”
書き込み不足のメモリセルに対してのみ再書き込みが行
われるよう再書き込みデータを設定する(ビット毎ベリ
ファイ)。“1”書き込み不足のメモリセルは、選択さ
れた制御ゲートを例えば0.5V(ベリファイ電圧)に
して読み出すこと(ベリファイ読み出し)で検出され
る。
Due to the restriction of read operation, the threshold value after writing "1" must be controlled between 0V and Vcc. Therefore, write verify is performed,
Only the memory cells for which "1" write is insufficient are detected and "1"
The rewrite data is set so that the rewrite is performed only to the memory cells in which the write is insufficient (per-bit verification). A memory cell in which "1" is insufficiently written is detected by setting the selected control gate to, for example, 0.5 V (verify voltage) and reading (verify read).

【0007】つまり、メモリセルのしきい値が0Vに対
してマージンを持って、0.5V以上になっていない
と、選択メモリセルで電流が流れ、“1”書き込み不足
と検出される。“0”書き込み状態にするメモリセルで
は当然電流が流れるため、このメモリセルが“1”書き
込み不足と誤認されないよう、メモリセルを流れる電流
を補償するベリファイ回路と呼ばれる回路が設けられ
る。このベリファイ回路によって高速に書き込みベリフ
ァイは実行される。
That is, if the threshold of the memory cell has a margin with respect to 0V and is not more than 0.5V, a current flows through the selected memory cell, and it is detected that "1" write is insufficient. Since a current naturally flows in a memory cell that is set to the "0" write state, a circuit called a verify circuit that compensates the current flowing through the memory cell is provided so that this memory cell is not mistakenly recognized as insufficient "1" write. The write verify is executed at high speed by this verify circuit.

【0008】書き込み動作と書き込みベリファイを繰り
返しながらデータ書き込みをすることで、個々のメモリ
セルに対して書き込み時間が最適化され、“1”書き込
み後のしきい値は0VからVccの間に制御される。
By repeating the write operation and the write verify to write data, the write time is optimized for each memory cell, and the threshold value after "1" write is controlled between 0V and Vcc. It

【0009】このようなNANDセル型EEPROM
で、例えば書き込み後の状態を“0”,“1”,“2”
のように3つ以上のデータを蓄える多値メモリセルが提
案されている。この場合、例えば“0”書き込み状態は
しきい値が負、“1”書き込み状態はしきい値が例えば
0Vから1/2Vcc、“2”書き込み状態はしきい値
が1/2VccからVccまでとする。
Such a NAND cell type EEPROM
So, for example, the state after writing is “0”, “1”, “2”
A multi-valued memory cell that stores three or more data is proposed. In this case, for example, the threshold value is negative in the "0" write state, the threshold value is 0V to 1/2 Vcc in the "1" write state, and the threshold value is 1/2 Vcc to Vcc in the "2" write state. To do.

【0010】従来、この種の3値メモリセルに対して提
案されている書き込み及び、書き込みが十分に行われた
か調べるベリファイリード動作は、図19に示す通りで
ある。書き込み動作では、メモリセルの制御ゲートに書
き込み電圧(Vpp)が印加された後、順次“2”書き
込みが十分に行われたかを調べるベリファイリード第1
サイクル、及び“1”書き込みが十分に行われたかを調
べるベリファイリード第2サイクルが行われる。書き込
み不十分のメモリセルには書き込みパルスが印加され
る。このように、全てのメモリセルが十分に書き込まれ
るまで、ベリファイリード第1サイクル、ベリファイリ
ード第2サイクル、再書き込みが繰り返される。
Conventionally, a write and a verify read operation for checking whether writing has been sufficiently performed for this type of three-valued memory cell are shown in FIG. In the write operation, after the write voltage (Vpp) is applied to the control gates of the memory cells, it is sequentially verified whether the “2” write is sufficiently performed.
A second cycle of verify read is performed to check whether the cycle and "1" writing have been sufficiently performed. A write pulse is applied to a memory cell in which writing is insufficient. In this way, the verify read first cycle, the verify read second cycle, and the rewriting are repeated until all the memory cells are sufficiently written.

【0011】この書き込み動作の手順は、図20で示す
ように4値メモリセルでも同様であり、書き込み後のベ
リファイリード動作時には、“3”書き込みが十分に行
われたかを調べるベリファイリード第1サイクル、
“2”書き込みが十分に行われたかを調べるベリファイ
リード第2サイクル、“1”書き込みが十分に行われた
かを調べるベリファイリード第3サイクル、が順次行わ
れる。
The procedure of this write operation is the same for a four-valued memory cell as shown in FIG. 20, and in the verify read operation after writing, the verify read first cycle for checking whether "3" writing has been sufficiently performed. ,
A verify read second cycle for checking whether "2" writing is sufficiently performed and a verify read third cycle for checking whether "1" writing is sufficiently performed are sequentially performed.

【0012】しかしながら、この種の多値記憶可能なE
EPROMにあっては、書き込みに際して次のような問
題があった。即ち、例えば3値メモリセルでは、まず書
き込みしきい値が小さい“1”書き込みが十分に行わ
れ、その後に“2”書き込みが十分に行われる。従っ
て、従来の書き込み方法では、“1”書き込みを行うメ
モリセルは全て十分に書き込みが行われた後では、
“2”書き込みが終了するまでは、不必要な“1”書き
込み十分か調べるベリファイリード第2サイクルを行う
のことになる。このため、ベリファイリード時間が長く
なり、書き込み動作全体の時間が長いという問題があっ
た。
However, this type of multi-value memorable E
The EPROM has the following problems in writing. That is, for example, in a ternary memory cell, first, "1" write with a small write threshold value is sufficiently performed, and then "2" write is sufficiently performed. Therefore, in the conventional writing method, after all the memory cells in which "1" is written are sufficiently written,
Until the "2" write is completed, the verify read second cycle for checking whether the unnecessary "1" write is sufficient is performed. Therefore, there is a problem that the verify read time becomes long and the entire write operation takes a long time.

【0013】また、例えば4値メモリセルでは、まず書
き込みしきい値が小さい“1”書き込みが十分に行わ
れ、その後に“2”書き込みが十分に行なわれ、その後
に“3”書き込みが十分に行われる。従って、従来の書
き込み方法では、“1”書き込みを行うメモリセルは全
て十分に書き込みが行われた後では、“2”書き込み及
び“3”書き込みが終了するまでは、不必要な“1”書
き込み十分か調べるベリファイリード第2サイクルを行
う。そして、“2”書き込みを行うメモリセルは全て十
分に書き込みが行なわれた後では、“3”書き込みが終
了するまでは、不必要な“3”書き込み十分か調べるベ
リファイリード第2サイクルを行う。その結果、ベリフ
ァイリード時間が長くなり、書き込み動作全体の時間が
長いという問題があった。
For example, in a 4-level memory cell, first, "1" write with a small write threshold value is sufficiently performed, then "2" write is sufficiently performed, and then "3" write is sufficiently performed. Done. Therefore, in the conventional write method, after all the memory cells to be written "1" are sufficiently written, unnecessary "1" write is performed until "2" write and "3" write are completed. The second cycle of verify read is performed to check whether it is sufficient. Then, after all the memory cells in which "2" writing is performed are sufficiently written, a second verify read cycle is performed to check whether unnecessary "3" writing is sufficient until "3" writing is completed. As a result, there is a problem that the verify read time becomes long and the time of the entire write operation is long.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のN
ANDセル型EEPROMに多値記憶させ、ベリファイ
回路でビット毎ベリファイ書き込みを行う場合には、全
てのデータが書き込み終了となるまで、ベリファイリー
ド時に、例えば3値メモリセルでは2つのベリファイリ
ードサイクルを、4値メモリセルでは3つのベリファイ
リードサイクルを行う。その結果、ベリファイリード時
間が長くかかり、書き込み動作全体の時間が長くなると
いう問題があった。
As described above, the conventional N
In the case where multi-value storage is performed in the AND cell type EEPROM and the verify circuit performs the verify write for each bit, during verify read, for example, two verify read cycles are performed in a three-valued memory cell until all data is written. In the 4-level memory cell, three verify read cycles are performed. As a result, there is a problem that the verify read time is long and the time of the entire write operation is long.

【0015】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、多値の情報を記憶する
際における不必要なベリファイリードを省略することが
でき、書き込み動作全体に要する時間の短縮をはかり得
るEEPROMを提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to eliminate unnecessary verify read when storing multi-valued information and to improve the entire write operation. An object of the present invention is to provide an EEPROM capable of shortening the time required for.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】 (構成)上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。
Means for Solving the Problems (Structure) In order to solve the above problems, the present invention employs the following structure.

【0017】(1) 電気的書き替え可能としたメモリセル
がマトリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、
1つのメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせ
て、任意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;n
は3以上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置にお
いて、前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書
き込み動作状態を制御するデータを一時記憶するための
複数のデータ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み
状態を確認するための書き込みベリファイ手段と、デー
タ“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ
“i”の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iの
データ一括ベリファイ回路とを具備してなることを特徴
とする。
(1) A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix,
By giving one memory cell a plurality of storage states of three or more, arbitrary data “i” (i = 0, 1, ..., N−1; n
A plurality of data circuits for temporarily storing data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array, and the plurality of memory cells. Write verify means for confirming the write state of the data, and an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory cells to which the data “i” has been written have reached the storage state of the data “i”. It is characterized by comprising.

【0018】(2) 電気的書き替え可能としたメモリセル
がマトリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、
1つのメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせ
て、任意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;n
は3以上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置にお
いて、前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書
き込み動作状態を制御するデータを一時記憶するための
複数のデータ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み
状態を確認するための書き込みベリファイ手段と、前記
データ回路の内容とメモリセルの書き込み状態から書き
込み不十分のメモリセルに対してのみ再書き込みを行う
ように、前記データ回路の内容を更新する手段と、デー
タ“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ
“i”の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iの
データ一括ベリファイ回路とを具備してなることを特徴
とする。
(2) A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix,
By giving one memory cell a plurality of storage states of three or more, arbitrary data “i” (i = 0, 1, ..., N−1; n
A plurality of data circuits for temporarily storing data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array, and the plurality of memory cells. Write verifying means for confirming the write state of the data circuit, and updating the content of the data circuit so as to rewrite only to the memory cell in which the write is insufficient from the content of the data circuit and the write state of the memory cell. Means and an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory cells to which the data “i” has been written have reached the storage state of the data “i”. .

【0019】(3) 上記(1) の構成に加え、前記データ回
路の内容に基づく書き込み動作と、メモリセルの書き込
み状態を確認するための書き込みベリファイ動作を、前
記複数のメモリセルが所定の書き込み状態になるまで続
けて行うことにより、電気的にデータ書き込みを行う動
作において、データ“i”を書き込まれるべきメモリセ
ルが、データ“i”の記憶状態に達したと第iのデータ
一括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書き込み
ベリファイ動作内ではデータ“i”に対する書き込みベ
リファイ動作(第iのベリファイリード)を行わないこ
とを特徴とする。 (4) 上記(2) の構成に加え、前記データ回路の内容に基
づく書き込み動作と、メモリセルの書き込み状態を確認
する書き込みベリファイ動作及びデータ回路の内容更新
を、前記複数のメモリセルが所定の書き込み状態になる
まで続けて行うことにより、電気的にデータ書き込みを
行う動作において、データ“i”を書き込まれるべきメ
モリセルが、データ“i”の記憶状態に達したと第iの
データ一括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書
き込みベリファイ動作内ではデータ“i”に対する書き
込みベリファイ動作(第iのベリファイリード)を行わ
ないことを特徴とする。
(3) In addition to the configuration of (1) above, a write operation based on the contents of the data circuit and a write verify operation for confirming the write state of the memory cell are performed by the plurality of memory cells in a predetermined write operation. When the memory cell to which the data “i” is to be written has reached the storage state of the data “i” in the operation of electrically writing data, the i-th data batch verify circuit Is detected collectively, the write verify operation for the data “i” (i-th verify read) is not performed in the subsequent write verify operation. (4) In addition to the configuration of (2) above, the plurality of memory cells perform a predetermined write operation based on the content of the data circuit, a write verify operation for confirming the write state of the memory cell, and a content update of the data circuit. By continuously performing the data write operation until the memory cell to which the data “i” is to be written reaches the storage state of the data “i”, the i-th data batch verification is performed. When the circuits collectively detect, the write verify operation (i-th verify read) for the data “i” is not performed in the subsequent write verify operation.

【0020】(5) 上記 (3)又は(4) の構成に加え、最初
の書き込みベリファイ動作ではデータ“i”(i=1,
2,〜,n−1)を書き込まれるべきメモリセルが、デ
ータ“i”の記憶状態に達したか否かを確認する第iの
ベリファイリードをi=1からi=n−1まで行い、そ
の後、データ“1”を書き込まれるべきメモリセルが、
データ“1”の記憶状態に達したと第1のデータ一括ベ
リファイ回路が一括検知すると、以後の書き込みベリフ
ァイ動作内ではデータ“i”(i=2,3,〜,n−
1)を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”の
記憶状態に達したか否かを確認する第iのベリファイリ
ードをi=2からi=n−1まで行い、その後、データ
“2”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“2”
の記憶状態に達したと第2のデータ一括ベリファイ回路
が一括検知すると、以後の書き込みベリファイ動作内で
はデータ“i”(i=3,4,〜,n−1)を書き込ま
れるべきメモリセルが、データ“i”の記憶状態に達し
たか否かを確認する第iのベリファイリードをi=3か
らi=n−1まで行い、最終的にデータ“i”(i=1
〜n−2)を書き込まれるべきメモリセルが、データ
“i”の記憶状態に達したと第i(i=1〜n−2)の
データ一括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書
き込みベリファイ動作内ではデータ“n−1”を書き込
まれるべきメモリセルが、データ“n−1”の記憶状態
に達したか否かを確認する第n−1のベリファイリード
を行うことを特徴とする。
(5) In addition to the configuration of (3) or (4) above, in the first write verify operation, data "i" (i = 1,
2, to n−1) is performed, i-th verify read is performed from i = 1 to i = n−1 to confirm whether or not the memory cell to which data “i” is stored has been reached. After that, the memory cell to which the data “1” is to be written is
When the first data batch verify circuit collectively detects that the storage state of the data “1” has been reached, the data “i” (i = 2, 3, ..., N−) is executed in the subsequent write verify operation.
1) The i-th verify read is performed from i = 2 to i = n−1 to confirm whether or not the memory cell to be written has reached the storage state of the data “i”, and then the data “2” The memory cell to be written is data "2"
When the second data batch verify circuit collectively detects that the memory state has been reached, the memory cells to which the data “i” (i = 3, 4, ..., N−1) are to be written in the subsequent write verify operation. , I-th verify read for confirming whether the storage state of the data “i” has been reached from i = 3 to i = n−1, and finally the data “i” (i = 1
To n-2), the i-th (i = 1 to n-2) data batch verify circuit collectively detects that the memory cells to which data "i" has been written have reached the storage state of the data "i". It is characterized in that the memory cell to which the data "n-1" is written performs the (n-1) th verify read for confirming whether the memory state of the data "n-1" has been reached.

【0021】(6) 上記(1) の構成に加え、前記データ回
路の内容に基づく書き込み動作と、メモリセルの書き込
み状態を確認する書き込みベリファイ動作を、前記複数
のメモリセルが所定の書き込み状態になるまで続けて行
うことにより、電気的にデータ書き込みを行う動作にお
いて、書き込むべきメモリセルの中に、データ“i”を
書き込まれるべきメモリセルがないと第iのデータ一括
ベリファイ回路が一括検知すると、書き込みベリファイ
動作内ではデータ“i”に対する書き込みベリファイ動
作(第iのベリファイリード)を行わないことを特徴と
する。
(6) In addition to the configuration of (1) above, a write operation based on the contents of the data circuit and a write verify operation for confirming the write state of the memory cells are performed so that the plurality of memory cells are brought into a predetermined write state. By continuously performing the above operation, when the memory cell to be written has no memory cell to which the data “i” is to be written in the operation of electrically writing data, the i-th data batch verify circuit collectively detects. In the write verify operation, the write verify operation (i-th verify read) for the data “i” is not performed.

【0022】(7) 上記(2) の構成に加え、前記データ回
路の内容に基づく書き込み動作と、メモリセルの書き込
み状態を確認する書き込みベリファイ動作及びデータ回
路の内容更新を、前記複数のメモリセルが所定の書き込
み状態になるまで続けて行うことにより、電気的にデー
タ書き込みを行う動作において、書き込むべきメモリセ
ルの中に、データ“i”を書き込まれるべきメモリセル
がないと第iのデータ一括ベリファイ回路が一括検知す
ると、書き込みベリファイ動作内ではデータ“i”に対
する書き込みベリファイ動作(第iのベリファイリー
ド)を行わないことを特徴とする。
(7) In addition to the configuration of (2) above, a write operation based on the contents of the data circuit, a write verify operation for confirming the write state of the memory cell and an update of the contents of the data circuit are performed. Is continuously performed until a predetermined write state is reached, and in the operation of electrically writing data, if there is no memory cell to be written with the data “i” in the memory cell to be written, the i-th data batch When the verify circuit collectively detects, the write verify operation (i-th verify read) for the data “i” is not performed in the write verify operation.

【0023】(8) 電気的書き替え可能としたメモリセル
がマトリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、
1つのメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせ
て、任意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;n
は3以上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置にお
いて、前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書
き込み動作状態を制御するデータを一時記憶する第1,
第2,…,第m(mは2(m -1) <n≦2m を満たす自然
数)のデータラッチ回路と、前記複数のメモリセルの書
き込み状態を確認するための書き込みベリファイ手段
と、データ“i”を書き込まれるべきメモリセルが、デ
ータ“i”の記憶状態に達したか否かを一括検知する第
iのデータ一括ベリファイ回路とを具備してなることを
特徴とする。
(8) Having a memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix,
By giving one memory cell a plurality of storage states of three or more, arbitrary data “i” (i = 0, 1, ..., N−1; n
In a non-volatile semiconductor memory device for multi-value storage of 3 or more), the first and second data temporarily storing data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array.
Second, ..., Mth (m is a natural number satisfying 2 (m −1) <n ≦ 2 m ) data latch circuits, write verify means for confirming the write states of the plurality of memory cells, and data. It is characterized in that it is provided with an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory cells to be written with "i" have reached the storage state of the data "i".

【0024】(9) 電気的書き替え可能としたメモリセル
がマトリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、
1つのメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせ
て、任意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;n
は3以上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置にお
いて、前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書
き込み動作状態を制御するデータを一時記憶する第1,
第2,…,第m(mは2(m -1) <n≦2m を満たす自然
数)のデータラッチ回路と、前記複数のメモリセルの書
き込み状態を確認するための書き込みベリファイ手段
と、前記データ回路の内容とメモリセルの書き込み状態
から書き込み不十分のメモリセルに対してのみ再書き込
みを行うように、前記データラッチ回路の内容を更新す
る手段と、データ“i”を書き込まれるべきメモリセル
が、データ“i”の記憶状態に達したか否かを一括検知
する第iのデータ一括ベリファイ回路とを具備してなる
ことを特徴とする。
(9) Having a memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix,
By giving one memory cell a plurality of storage states of three or more, arbitrary data “i” (i = 0, 1, ..., N−1; n
In a non-volatile semiconductor memory device for multi-value storage of 3 or more), the first and second data temporarily storing data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array.
The second, ..., The m-th (m is a natural number that satisfies 2 (m −1) <n ≦ 2 m ) data latch circuit, write verify means for confirming the write state of the plurality of memory cells, and Means for updating the contents of the data latch circuit so that rewriting is performed only to the memory cells that are insufficiently written from the contents of the data circuit and the written state of the memory cell, and the memory cell to which the data "i" is written However, an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the storage state of the data “i” has been reached is provided.

【0025】(10)上記(9) の構成に加え、前記データ回
路の内容に基づく書き込み動作と、メモリセルの書き込
み状態を確認する書き込みベリファイ動作及びデータ回
路の内容更新を、前記複数のメモリセルが所定の書き込
み状態になるまで続けて行うことにより、電気的にデー
タ書き込みを行う動作において、データ“i”を書き込
まれるべきメモリセルが、データ“i”の記憶状態に達
したと第iのデータ一括ベリファイ回路が一括検知する
と、以後の書き込みベリファイ動作内ではデータ“i”
に対する書き込みベリファイ動作(第iのベリファイリ
ード)を行わないことを特徴とする。
(10) In addition to the configuration of (9) above, a write operation based on the content of the data circuit, a write verify operation for confirming the write state of the memory cell and an update of the content of the data circuit are performed. Is continuously performed until a predetermined write state is reached, the memory cell to which the data “i” is to be written reaches the storage state of the data “i” in the electrically writing operation. When the data batch verify circuit detects all the data, the data "i" is detected in the subsequent write verify operation.
It is characterized in that the write verify operation (i-th verify read) with respect to is not performed.

【0026】(11)上記(9) の構成に加え、前記データ回
路の内容に基づく書き込み動作と、メモリセルの書き込
み状態を確認するための書き込みベリファイ動作を、前
記複数のメモリセルが所定の書き込み状態になるまで続
けて行うことにより、電気的にデータ書き込みを行う動
作において、データ“i”を書き込まれるべきメモリセ
ルが、データ“i”の記憶状態に達したと第iのデータ
一括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書き込み
ベリファイ動作内ではデータ“i”に対する書き込みベ
リファイ動作(第iのベリファイリード)を行わないこ
とを特徴とする。
(11) In addition to the configuration of (9) above, a write operation based on the contents of the data circuit and a write verify operation for confirming the write state of the memory cell are performed by the plurality of memory cells in a predetermined write operation. When the memory cell to which the data “i” is to be written has reached the storage state of the data “i” in the operation of electrically writing data, the i-th data batch verify circuit Is detected collectively, the write verify operation for the data “i” (i-th verify read) is not performed in the subsequent write verify operation.

【0027】(12)上記(9) 又は(10)の構成に加え、最初
の書き込みベリファイ動作ではデータ“i(i=1,
2,〜,n−1)”を書き込まれるべきメモリセルが、
データ“i(i=1,2,〜,n−1)”の記憶状態に
達したかを確認する第i(i=1,2,〜,n−1)の
ベリファイリードをi=1からi=n−1まで、n−1
回のベリファイリードを行い、その後、データ“1”を
書き込まれるべきメモリセルが、データ“1”の記憶状
態に達したと第1のデータ一括ベリファイ回路が一括検
知すると、以後の書き込みベリファイ動作内ではデータ
“i(i=2,3,〜,n−1)”を書き込まれるべき
メモリセルが、データ“i(i=2,3,〜,n−
1)”の記憶状態に達したかを確認する第i(i=2,
3,〜,n−1)のベリファイリードをi=2からi=
n−1まで、n−2回のベリファイリードを行い、その
後、データ“2”を書き込まれるべきメモリセルが、デ
ータ“2”の記憶状態に達したと第2のデータ一括ベリ
ファイ回路が一括検知すると、以後の書き込みベリファ
イ動作内ではデータ“i(i=3,4,〜,n−1)”
を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i(i=
3,4,〜,n−1)”の記憶状態に達したかを確認す
る第i(i=3,4,〜,n−1)のベリファイリード
をi=3からi=n−1まで、n−3回のベリファイリ
ードを行い、最終的にデータ“i(i=1〜n−2)”
を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i(i=1
〜n−2)”の記憶状態に達したと第i(i=1〜n−
2)のデータ一括ベリファイ回路が一括検知すると、以
後の書き込みベリファイ動作内ではデータ“n−1”を
書き込まれるべきメモリセルが、データ“n−1”の記
憶状態に達したかを確認する第n−1のベリファイリー
ドを行うことを特徴とする。
(12) In addition to the configuration of (9) or (10) above, in the first write verify operation, data "i (i = 1, 1,
2, ~, n-1) "is to be written to a memory cell,
The verify read of the i-th (i = 1,2, ..., n-1) for confirming whether the storage state of the data "i (i = 1,2,-, n-1)" has been reached from i = 1 up to i = n-1, n-1
When the first data batch verify circuit collectively detects that the memory cells to which the data “1” is to be written have reached the storage state of the data “1” after performing the verify read once, the subsequent write verify operation is performed. Then, the memory cell to which the data “i (i = 2, 3, ˜, n−1)” is to be written is the data “i (i = 2, 3, ˜, n−).
1) ”i-th (i = 2)
The verification read of 3, to, n-1) is performed from i = 2 to i =
The second data batch verify circuit collectively detects that the memory cells to which the data “2” is to be written have reached the storage state of the data “2” after performing the verify reading n−2 times up to n−1. Then, in the subsequent write verify operation, the data "i (i = 3, 4, ..., N-1)" is written.
The memory cell to which is written is data "i (i =
3,4, ..., n-1) ", i-th (i = 3,4,-, n-1) verify read from i = 3 to i = n-1 is performed. , N−3 times verify read, and finally data “i (i = 1 to n−2)”
The memory cell to which is written is data "i (i = 1
~ N-2) "memory state is reached, the i-th (i = 1 to n-)
When the data batch verify circuit of 2) batch-detects, it is confirmed in the subsequent write verify operation whether the memory cell to which the data “n-1” is to be written has reached the storage state of the data “n-1”. It is characterized in that verify reading of n-1 is performed.

【0028】(13)上記(9) の構成に加え、前記データ回
路の内容に基づく書き込み動作と、メモリセルの書き込
み状態を確認する書き込みベリファイ動作及びデータ回
路の内容更新を、前記複数のメモリセルが所定の書き込
み状態になるまで続けて行うことにより、電気的にデー
タ書き込みを行う動作において、書き込むべきメモリセ
ルの中に、データ“i”を書き込まれるべきメモリセル
がないと第iのデータ一括ベリファイ回路が一括検知す
ると、書き込みベリファイ動作内ではデータ“i”に対
する書き込みベリファイ動作(第iのベリファイリー
ド)を行わないことを特徴とする。
(13) In addition to the configuration of (9) above, a write operation based on the contents of the data circuit, a write verify operation for confirming the write state of the memory cell, and an update of the contents of the data circuit are performed. Is continuously performed until a predetermined write state is reached, and in the operation of electrically writing data, if there is no memory cell to be written with the data “i” in the memory cell to be written, the i-th data batch When the verify circuit collectively detects, the write verify operation (i-th verify read) for the data “i” is not performed in the write verify operation.

【0029】(14)上記(10)の構成に加え、前記データ回
路の内容に基づく書き込み動作と、メモリセルの書き込
み状態を確認する書き込みベリファイ動作を、前記複数
のメモリセルが所定の書き込み状態になるまで続けて行
うことにより、電気的にデータ書き込みを行う動作にお
いて、書き込むべきメモリセルの中に、データ“i”を
書き込まれるべきメモリセルがないと第iのデータ一括
ベリファイ回路が一括検知すると、書き込みベリファイ
動作内ではデータ“i”に対する書き込みベリファイ動
作(第iのベリファイリード)を行わないことを特徴と
する。
(14) In addition to the configuration of (10) above, a write operation based on the contents of the data circuit and a write verify operation for confirming the write state of the memory cells are performed to bring the plurality of memory cells into a predetermined write state. By continuously performing the above operation, when the memory cell to be written has no memory cell to which the data “i” is to be written in the operation of electrically writing data, the i-th data batch verify circuit collectively detects. In the write verify operation, the write verify operation (i-th verify read) for the data “i” is not performed.

【0030】(作用)本発明においては、多値データ書
き込みを行った後、データ一括ベリファイ回路により、
個々のメモリセルの書き込み状態がその所望の多値レベ
ル状態に達しているか否かが検出される。そして、所望
の多値レベルに達していないメモリセルがあれば、その
メモリセルのみに再書き込みが行われるよう、所望の書
き込み状態に応じて書き込み時のビット線電圧が出力さ
れる。そして、例えば3値メモリセルの場合では、
“1”書き込みするメモリセルが全て書き込み終了した
場合には、それ以後のベリファイ読み出しでは“1”書
き込み十分か調べるベリファイリードを省略することに
より、書き込み時間全体を短縮する。この書き込み動作
とベリファイ読み出しを繰り返し、全てのメモリセルが
所望の書き込み状態に達していることを確認したらデー
タ書き込みを終了する。
(Operation) In the present invention, after multi-value data writing is performed, the data batch verify circuit
It is detected whether the write state of each memory cell has reached its desired multi-level level state. Then, if there is a memory cell that has not reached the desired multilevel level, the bit line voltage at the time of writing is output according to the desired write state so that rewriting is performed only to that memory cell. Then, for example, in the case of a ternary memory cell,
When all the memory cells to be written with “1” have been written, in the subsequent verify read, the verify read for checking whether the “1” write is sufficient is omitted, thereby shortening the entire write time. This write operation and verify read are repeated, and when it is confirmed that all the memory cells have reached the desired write state, the data write ends.

【0031】また、例えば4値メモリセルの場合では
“1”書き込みするメモリセルが全て書き込み終了した
場合には、それ以後のベリファイ読み出しでは“1”書
き込み十分か調べるベリファイリードを省略する。更
に、“2”書き込みするメモリセルが全て書き込み終了
した場合には、それ以後のベリファイ読み出しでは
“2”ベリファイリードを省略する。以上のように、不
要なベリファイリードを省略することにより、書き込み
時間全体を短縮する。この書き込み動作とベリファイ読
みだしを繰り返し、全てのメモリセルが所望の書き込み
状態に達していることを確認したらデータ書き込みを終
了する。
For example, in the case of a four-valued memory cell, if all the memory cells to be written with "1" have been written, the verify read for checking whether "1" is sufficiently written is omitted in the subsequent verify read. Further, when all the memory cells to be written with "2" have been written, the "2" verify read is omitted in the subsequent verify read. As described above, by omitting unnecessary verify read, the entire write time is shortened. This writing operation and verify reading are repeated, and when it is confirmed that all the memory cells have reached the desired writing state, the data writing is ended.

【0032】このようにして本発明によれば、書き込み
状態の進行の程度をチェックしながら小刻みに書き込み
動作を繰り返し、更に書き込みが終了したデータ(例え
ば3値メモリセルでは“1”データ)に対しては、以降
では不要なベリファイリード(例えば3値メモリセルで
は“1”書き込み十分か調べるベリファイリード)を省
略することにより、データ書き込みを高速に行うことが
できる。
As described above, according to the present invention, the write operation is repeated in small increments while checking the progress of the write state, and the data (for example, “1” data in the ternary memory cell) for which writing has been completed is further performed. As a result, data writing can be performed at a high speed by omitting unnecessary verify reading (for example, verify reading for checking whether "1" writing is sufficient for a three-valued memory cell).

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0034】[実施形態1]図1は、本発明の第1の実
施形態を示すもので、3値メモリセルの場合の書き込み
動作である。最初の書き込み後、“2”書き込みが十分
が行われたか調べるベリファイリード第1サイクル、及
び“1”書き込みが十分に行われたかを調べるベリファ
イリード第2サイクルが行われる。“1”書き込みのメ
モリセルで書き込み不十分のメモリセルがあると、再プ
ログラムが行われ、再びベリファイリード第1サイクル
及びベリファイリード第2サイクルが行われる。なお、
この再プログラムでは“2”書き込み不十分のメモリセ
ルに対しても、書き込みが行われる。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which is a write operation in the case of a ternary memory cell. After the first writing, a verify read first cycle for checking whether "2" writing is sufficiently performed and a verify read second cycle for checking whether "1" writing is sufficiently performed. If there is a memory cell for which writing is insufficient in the "1" -written memory cells, reprogramming is performed, and the verify read first cycle and the verify read second cycle are performed again. In addition,
In this reprogramming, writing is performed even for a memory cell in which "2" writing is insufficient.

【0035】“1”書き込みするメモリセルが十分に書
き込みが行われた後では、もはや“1”書き込みが十分
行われたかを調べるベリファイリード第2サイクルは不
要なので、図1で示すように、“2”書き込みするメモ
リセルが十分に書き込みが行われるまで、“2”書き込
み及び、“2”書き込み十分か調べるベリファイリード
第1サイクルのみが行われる。
After the memory cells to be written "1" have been sufficiently written, the verify read second cycle for checking whether the "1" writing has been sufficiently performed is no longer necessary. Therefore, as shown in FIG. Until the memory cell for 2 "write is sufficiently written, only" 2 "write and the verify read first cycle for checking whether" 2 "write is sufficient are performed.

【0036】このように本実施形態によると、“1”書
き込みするメモリセルが十分に書き込まれた後では、
“1”書き込み十分か調べるベリファイリードは行わな
いので、全体の書き込み時間が大幅に短縮される。
As described above, according to this embodiment, after the memory cells to be written with "1" are sufficiently written,
Since the verify read for checking whether the "1" write is sufficient is not performed, the entire write time is significantly shortened.

【0037】[実施形態2]図2は、3値メモリセルの
場合の別の実施形態である。第1の実施形態と異なるの
は、“2”書き込みするメモリセルが、“1”書き込み
するメモリセルよりも速く書き込みが終了することがあ
る場合の動作である。
[Embodiment 2] FIG. 2 shows another embodiment in the case of a ternary memory cell. The difference from the first embodiment is the operation in the case where the memory cell for writing “2” may complete the writing faster than the memory cell for writing “1”.

【0038】“2”書き込みメモリセルが“1”書き込
みメモリセルより速く書き込みが終了した場合、“2”
書き込みメモリセルの書き込み終了後は、“2”書き込
み十分か調べるベリファイリードをせず、“1”書き込
みするメモリセルが十分に書き込みが行われるまで、
“1”書き込み及び、“1”書き込み十分か調べるベリ
ファイリード第2サイクルのみが行われる。また、
“1”書き込みメモリセルが“2”書き込みメモリセル
より速く書き込みが終了した場合は、第1の実施形態と
同様に、“2”書き込みするメモリセルが十分に書き込
みが行われるまで、“2”書き込み及び、“2”書き込
み十分か調べるベリファイリード第1サイクルのみが行
われる。
When writing is completed faster in the "2" write memory cell than in the "1" write memory cell, "2"
After the writing of the write memory cell is completed, the verify read for checking whether "2" is sufficiently written is not performed, and until the memory cell to be written "1" is sufficiently written,
Only the "1" write and the verify read second cycle for checking whether the "1" write is sufficient are performed. Also,
When the writing of the “1” write memory cell is completed faster than that of the “2” write memory cell, “2” is written until the memory cell to be written “2” is sufficiently written, as in the first embodiment. Only the first cycle of the verify read in which writing and "2" writing are sufficient is performed.

【0039】このように本実施形態によると、“1”書
き込みするメモリセル又は“2”書き込みするメモリセ
ルのいずれかが十分に書き込まれた後では、十分に書き
込まれた方のメモリセルのベリファイリードは行わない
ので、全体の書き込み時間が大幅に短縮される。
As described above, according to the present embodiment, after either the memory cell for writing "1" or the memory cell for writing "2" is sufficiently written, the verification of the memory cell that is sufficiently written is performed. Since no read is performed, the total write time is greatly reduced.

【0040】[実施形態3]図3は、4値メモリセルの
場合の実施形態である。この場合も第1の実施形態と同
様に、不要なベリファイリードを省略することによって
全体の書き込み時間を短縮する。即ち、最初の書き込み
後、“3”書き込みが十分が行われたか調べるベリファ
イリード第1サイクル、“2”書き込みが十分に行われ
たかを調べるベリファイリード第2サイクル、及び
“1”書き込みが十分に行われたかを調べるベリファイ
リード第3サイクルが行われる。
[Third Embodiment] FIG. 3 shows an embodiment in the case of a four-valued memory cell. Also in this case, as in the first embodiment, the entire write time is shortened by omitting unnecessary verify read. That is, after the first writing, the verify read first cycle for checking whether "3" writing is sufficiently performed, the verify read second cycle for checking whether "2" writing is sufficiently performed, and the "1" writing are sufficiently performed. A third verify read cycle is performed to check whether the verification read has been performed.

【0041】“1”書き込みのメモリセルで書き込み不
十分のメモリセルがあると、再プログラムが行われ、再
びベリファイリード第1サイクル,ベリファイリード第
2サイクル,及びベリファイリード第3サイクルが行わ
れる。なお、この再プログラムでは、“2”書き込み不
十分のメモリセルや“3”書き込み不十分のメモリセル
に対しても、書き込みが行われる。
When there is a memory cell for which writing is not sufficient among the memory cells for which "1" has been written, reprogramming is performed, and the verify read first cycle, verify read second cycle, and verify read third cycle are performed again. In this reprogramming, writing is also performed on the memory cells for which "2" writing is insufficient or for "3" writing insufficient.

【0042】“1”書き込みするメモリセルが十分に書
き込みが行われた後では、もはや“1”書き込みが十分
行われたかを調べるベリファイリード第3サイクルは不
要なので、図3で示すように、“2”書き込みするメモ
リセルが十分に書き込みが行われるまで、再書き込み及
び、“3”書き込み十分か調べるベリファイリード第1
サイクル、“2”書き込み十分か調べるベリファイリー
ド第2サイクルが行われる。
After the memory cell to be written with "1" is sufficiently written, the third verify read cycle for checking whether or not "1" is sufficiently written is no longer necessary. Therefore, as shown in FIG. Verify read 1st time for rewriting and checking if "3" writing is sufficient until the memory cell for 2 "writing is sufficiently written.
In the cycle, a second verify read cycle is performed to check whether "2" writing is sufficient.

【0043】“2”書き込みするメモリセルが十分に書
き込みが行われた後では、もはや“2”書き込みが十分
行われたかを調べるベリファイリード第2サイクルは行
わない。つまり、図3で示すように、“3”書き込みす
るメモリセルが十分に書き込みが行われるまで、再書き
込み及び、“3”書き込み十分か調べるベリファイリー
ド第1サイクルのみが行われる。
After the memory cells for "2" programming have been sufficiently programmed, the second verify read cycle for checking whether the "2" programming has been sufficiently performed is no longer performed. That is, as shown in FIG. 3, rewriting and only the first verify read cycle in which it is checked whether "3" writing is sufficient are performed until the memory cells to be written "3" are sufficiently written.

【0044】このように本発明では、多値データ(例え
ば“1”,“2”,〜,“6”,“7”)をほぼ同時に
書き込む場合に、ベリファイリード時に書き込みが十分
に行われたデータのベリファイリードを以降では行わな
いことにより、全体の書き込み時間を短縮できる。例え
ば8値メモリセルの場合には、最初の書き込み動作に対
して、まず“1”,“2”…“7”に対する7回のベリ
ファイリードが行われ、次に“2”,“3”,〜,
“7”に対する6回のベリファイリードが行われ、その
次には“3”,“4”,〜,“7”に対する5回のベリ
ファイリードが行われる。
As described above, in the present invention, when multi-valued data (for example, "1", "2", ..., "6", "7") is written almost at the same time, writing is sufficiently performed at the time of verify read. The entire write time can be shortened by not performing the data verify read thereafter. For example, in the case of an eight-valued memory cell, verify read for “1”, “2” ... “7” is performed seven times for the first write operation, and then “2”, “3”, ~,
The verify read is performed 6 times for “7”, and then the verify read is performed 5 times for “3”, “4”, ..., “7”.

【0045】また、第2の実施形態のように、もし例え
ば“3”書き込みのメモリセルが最初に十分書き込まれ
た場合には、それ以後は“1”,“2”,“4”,
“5”,〜,“7”に対する6回のベリファイリードが
行われ、その次に例えば“2”書き込みのメモリセルが
十分に書き込まれる場合には、それ以後は“1”,
“4”,“5”,〜,“7”に対する5回のベリファイ
リードが行われればよい。
As in the second embodiment, for example, if a memory cell of "3" write is first sufficiently written, then "1", "2", "4",
If the verify read is performed 6 times for "5", ..., "7", and then, for example, when the memory cell for "2" write is sufficiently written, "1",
It suffices that the verify read is performed five times for "4", "5", ..., "7".

【0046】つまり、任意のデータの書き込みが十分に
行われる毎にベリファイリードの回数を少なくすること
ができ、全体としての書き込み時間の短縮をはかること
が可能となる。
That is, the number of times of verify read can be reduced every time arbitrary data is sufficiently written, and the write time as a whole can be shortened.

【0047】[実施形態4]次に、本発明をNAND型
EEPROMの3値メモリセルに適用する場合の実施形
態を説明する。
[Embodiment 4] Next, an embodiment in which the present invention is applied to a ternary memory cell of a NAND type EEPROM will be described.

【0048】図4は、本発明の第4の実施形態における
NANDセル型EEPROMの概略構成を示すブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic structure of a NAND cell type EEPROM according to the fourth embodiment of the present invention.

【0049】メモリセルアレイ1に対して、読み出し/
書き込み時のビット線を制御するためのビット線制御回
路2と、ワード線電位を制御するためのワード線駆動回
路7が設けられる。ビット線制御回路2,ワード線駆動
回路7は、それぞれカラム・デコーダ3,ロウ・デコー
ダ8によって選択される。ビット線制御回路2は、デー
タ入出力線(IO線)を介して入出力データ変換回路5
と読み出しデータ/書き込みデータのやり取りを行う。
入出力データ変換回路5は、読み出されたメモリセルの
多値情報を外部に出力するため2値情報に変換し、外部
から入力された書き込みデータの2値情報をメモリセル
の多値情報に変換する。また、入出力データ変換回路5
は、外部とのデータ入出力を制御するデータ入出力バッ
ファ6に接続される。“1”データ書き込み終了検知回
路及びデータ書き込み終了検知回路4は“1”データ書
き込みが終了したか否か及び、全てのデータの書き込み
が終了したか否かを検知する。
Read / write to the memory cell array 1
A bit line control circuit 2 for controlling a bit line at the time of writing and a word line drive circuit 7 for controlling a word line potential are provided. The bit line control circuit 2 and the word line drive circuit 7 are selected by the column decoder 3 and the row decoder 8, respectively. The bit line control circuit 2 receives the input / output data conversion circuit 5 via the data input / output line (IO line).
And read / write data are exchanged.
The input / output data conversion circuit 5 converts the read multi-valued information of the memory cell into binary information for outputting to the outside, and converts the binary information of the write data input from the outside into the multi-valued information of the memory cell. Convert. In addition, the input / output data conversion circuit 5
Is connected to a data input / output buffer 6 which controls data input / output with the outside. The "1" data write end detection circuit and the data write end detection circuit 4 detect whether the "1" data write is completed and whether all the data are written.

【0050】図5、図6は、メモリセルアレイ1とビッ
ト線制御回路2の具体的な構成を示している。メモリセ
ルM1〜M8と選択トランジスタS1,S2で、NAN
D型セルを構成する。NAND型セルの一端はビット線
BLに接続され、他端は共通ソース線Vsと接続され
る。選択ゲートSG1,SG2、制御ゲートCG1〜C
G8は、複数個のNAND型セルで共有され、1本の制
御ゲートを共有するメモリセルはページを構成する。
5 and 6 show specific configurations of the memory cell array 1 and the bit line control circuit 2. With the memory cells M1 to M8 and the selection transistors S1 and S2,
Construct a D-type cell. One end of the NAND cell is connected to the bit line BL and the other end is connected to the common source line Vs. Select gates SG1 and SG2, control gates CG1 to C
The G8 is shared by a plurality of NAND cells, and memory cells sharing one control gate form a page.

【0051】メモリセルはそのしきい値Vtでデータを
記憶し、Vtが0V以下である場合“0”データ、Vt
が0V以上1.5V以下の場合“1”データ、Vtが
1.5V以上電源電圧以下の場合“2”データとして記
憶する。1つのメモリセルで3つの状態を持たせ、2つ
のメモリセルで9通りの組み合わせができる。この内、
8通りの組み合わせを用いて、2つのメモリセルで3ビ
ット分のデータを記憶する。この実施形態では、制御ゲ
ートを共有する隣合う2つのメモリセルの組で3ビット
分のデータを記憶する。また、メモリセルアレイ1は専
用のpウェル上に形成されている。
The memory cell stores data at the threshold value Vt. If Vt is 0 V or less, "0" data, Vt.
Is stored as "1" data when Vt is 0 V or more and 1.5 V or less and "2" data when Vt is 1.5 V or more and the power supply voltage or less. One memory cell has three states, and two memory cells can be combined in nine ways. Of these,
Three combinations of data are stored in two memory cells using eight combinations. In this embodiment, 3-bit data is stored in a set of two adjacent memory cells sharing a control gate. The memory cell array 1 is formed on a dedicated p well.

【0052】クロック同期式インバータCI1,CI2
とCI3,CI4でそれぞれフリップ・フロップを構成
し、書き込み/読み出しデータをラッチする。また、こ
れらはセンス・アンプとしても動作する。クロック同期
式インバータCI1,CI2で構成されるフリップ・フ
ロップは、「“0”書き込みをするか、“1”又は
“2”書き込みをするか」、を書き込みデータ情報とし
てラッチし、メモリセルが「“0”の情報を保持してい
るか、“1”又は“2”の情報を保持しているか」、を
読み出しデータ情報としてラッチする。クロック同期式
インバータCI3,CI4で構成されるフリップ・フロ
ップは、「“1”書き込みをするか、“2”書き込みを
するか」、を書き込みデータ情報としてラッチし、メモ
リセルが「“2”の情報を保持しているか、“0”又は
“1”の情報を保持しているか」、を読み出しデータ情
報としてラッチする。
Clock synchronous inverters CI1 and CI2
And CI3 and CI4 form flip-flops respectively and latch write / read data. They also operate as sense amplifiers. The flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI1 and CI2 latches "whether" 0 "is written," 1 "or" 2 "is written" as write data information, and the memory cell is ""Holdinformation" 0 "or information" 1 "or" 2 "?" Is latched as read data information. The flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI3 and CI4 latches "whether" 1 "is written or" 2 "is written" as write data information, and the memory cell is "2". Whether information is held or "0" or "1" information is held "is latched as read data information.

【0053】nチャネルMOSトランジスタの内で、Q
n1 は、プリチャージ信号PREが“H”となると電圧
VPRをビット線に転送する。Qn2 は、ビット線接続
信号BLCが“H”となってビット線と主要なビット線
制御回路を接続する。Qn3〜Qn6 ,Qn9 〜Qn12
は、上述のフリップ・フロップにラッチされているデー
タに応じて、電圧VBLH,VBLM,VBLLを選択
的にビット線に転送する。Qn7 ,Qn8 はそれぞれ信
号SAC2,SAC1が“H”となることでフリップ・
フロップとビット線を接続する。Qn13は、フリップ・
フロップにラッチされている1ページ分のデータが全て
同じか否かを検出するために設けられる。Qn14,Qn
15とQn16,Qn17はそれぞれカラム選択信号CSL
1,CSL2が“H”となって、対応するフリップ・フ
ロップとデータ入出力線IOA,IOBを選択的に接続
する。Qn13A ,Qn13B は、データ一括検知用MOS
トランジスタであり、同一ページ内の“1”書き込みす
るメモリセルが、全て十分に書き込まれたかを検出する
ために設けられている。
Of the n-channel MOS transistors, Q
n1 transfers the voltage VPR to the bit line when the precharge signal PRE becomes "H". In Qn2, the bit line connection signal BLC becomes "H" to connect the bit line to the main bit line control circuit. Qn3 to Qn6, Qn9 to Qn12
Selectively transfers the voltages VBLH, VBLM, and VBLL to the bit line according to the data latched by the above flip-flop. Qn7 and Qn8 are flipped when the signals SAC2 and SAC1 become "H", respectively.
Connect the flop and bit line. Qn13 is a flip
It is provided to detect whether or not the data for one page latched in the flop are all the same. Qn14, Qn
15 and Qn16 and Qn17 are column selection signals CSL, respectively.
1, CSL2 becomes "H", and the corresponding flip-flop and the data input / output lines IOA and IOB are selectively connected. Qn13A and Qn13B are data batch detection MOS
It is a transistor, and is provided to detect whether all the memory cells for writing "1" in the same page are sufficiently written.

【0054】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を図7〜図9に従って説明する。図7は読み出し
動作のタイミング、図8は書き込み動作のタイミング、
図9はベリファイ読み出し動作のタイミングを示してい
る。いずれも制御ゲートCG4が選択された場合を例に
示してある。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation of will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a read operation timing, FIG. 8 is a write operation timing,
FIG. 9 shows the timing of the verify read operation. In both cases, the case where the control gate CG4 is selected is shown as an example.

【0055】<読み出し動作>読み出し動作は、図7に
示すように2つの基本サイクルで実行される。読み出し
第1サイクルでは、まず電圧VPRが電源電圧Vccと
なってビット線はプリチャージされ、プリチャージ信号
PREが“L”となってビット線はフローティングにさ
れる。続いて、選択ゲートSG1,SG2、制御ゲート
CG1〜CG3,CG5〜CG8はVccとされる。同
時に、制御ゲートCG4は1.5Vにされる。選択され
たメモリセルのVtが1.5V以上の場合のみ、つまり
データ“2”が書き込まれている場合のみ、そのビット
線は“H”レベルのまま保持される。
<Read Operation> The read operation is executed in two basic cycles as shown in FIG. In the first read cycle, the voltage VPR becomes the power supply voltage Vcc and the bit line is precharged, and the precharge signal PRE becomes "L" and the bit line is floated. Subsequently, the selection gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG3 and CG5 to CG8 are set to Vcc. At the same time, the control gate CG4 is set to 1.5V. Only when the Vt of the selected memory cell is 1.5 V or more, that is, only when the data “2” is written, the bit line is held at the “H” level.

【0056】この後、センス活性化信号SEN2,SE
N2Bがそれぞれ“L”,“H”、ラッチ活性化信号L
AT2,LAT2Bがそれぞれ“L”,“H”となっ
て、クロック同期式インバータCI3,CI4で構成さ
れるフリップ・フロップはリセットされる。信号SAC
2が“H”となってクロック同期式インバータCI3,
CI4で構成されるフリップ・フロップとビット線は接
続され、まずセンス活性化信号SEN2,SEN2Bが
それぞれ“H”,“L”となってビット線電位がセンス
された後、ラッチ活性化信号LAT2,LAT2Bがそ
れぞれ“H”,“L”となり、クロック同期式インバー
タCI3,CI4で構成されるフリップ・フロップに、
「“2”データか、“1”又は“0”データか」の情報
がラッチされる。
After this, the sense activation signals SEN2, SE
N2B is "L", "H", respectively, and latch activation signal L
AT2 and LAT2B are set to "L" and "H", respectively, and the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI3 and CI4 is reset. Signal SAC
2 becomes "H" and clock synchronous inverter CI3,
The flip-flop constituted by CI4 is connected to the bit line, and the sense activation signals SEN2 and SEN2B are first set to "H" and "L" to sense the bit line potential, and then the latch activation signal LAT2. LAT2B becomes "H" and "L" respectively, and the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI3 and CI4
The information ““ 2 ”data,“ 1 ”or“ 0 ”data” ”is latched.

【0057】読み出し第2サイクルは、読み出し第1サ
イクルに対して、選択制御ゲートCG4の電圧が1.5
Vでなく0Vであること、信号SEN2,SEN2B,
LAT2,LAT2B,SAC2の代わりに信号SEN
1,SEN1B,LAT1,LAT1B,SAC1が出
力されることが違う。よって、読み出し第2サイクルで
は、クロック同期式インバータCI1,CI2で構成さ
れるフリップ・フロップに、「“0”データか、“1”
又は“2”データか」の情報がラッチされる。以上説明
した2つの読み出しサイクルによって、メモリセルに書
き込まれたデータが読み出される。読み出した結果のラ
ッチLAT1,LAT2のノードN1,N2は、下記の
(表1)のようになる。(表1)中、“H”はVcc、
“L”はVssである。
In the second read cycle, the voltage of the selection control gate CG4 is 1.5 compared with the first read cycle.
0V instead of V, signals SEN2, SEN2B,
Signal SEN instead of LAT2, LAT2B, SAC2
The difference is that 1, SEN1B, LAT1, LAT1B, and SAC1 are output. Therefore, in the second read cycle, the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI1 and CI2 causes "0" data or "1"
Alternatively, the information “2” data ”is latched. The data written in the memory cell is read by the two read cycles described above. The nodes N1 and N2 of the read latches LAT1 and LAT2 are as shown in (Table 1) below. In Table 1, “H” is Vcc,
"L" is Vss.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】<書き込み動作>書き込み動作のタイミン
グ図は図8である。IOA,IOBから書き込みデータ
がラッチLAT1,LAT2に転送される。ノードN
1,N2の電位は、下記の(表2)の通りである。
<Write Operation> FIG. 8 is a timing chart of the write operation. Write data is transferred from IOA and IOB to the latches LAT1 and LAT2. Node N
The potentials of 1 and N2 are as shown in (Table 2) below.

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】データ書き込みに先だってメモリセルのデ
ータは消去され、メモリセルのしきい値Vtは0V以下
となっている。消去はpウェル、共通ソース線Vs、選
択ゲートSG1,SG2を20Vにし、制御ゲートCG
1〜CG8を0Vとして行われる。
Prior to data writing, the data in the memory cell is erased, and the threshold Vt of the memory cell is 0 V or less. For erasing, the p-well, the common source line Vs, the selection gates SG1 and SG2 are set to 20 V, and the control gate CG is set.
1 to CG8 is performed with 0V.

【0062】書き込み動作では、まずプリチャージ信号
PREが“L”となってビット線がフローティングにさ
れる。選択ゲートSG1がVcc、制御ゲートCG1〜
CG8がVccとされる。選択ゲートSG2は書き込み
動作中0Vである。同時に、信号VRFY1,VRFY
2,FIM,FIHがVccとなる。“0”書き込みの
場合は、クロック同期式インバータCI1,CI2で構
成されるフリップ・フロップに、クロック同期式インバ
ータCI1の出力が“H”になるようにデータがラッチ
されているため、ビット線はVccにより充電される。
“1”又は“2”書き込みの場合は、ビット線は0Vで
ある。
In the write operation, first, the precharge signal PRE becomes "L" and the bit line is floated. Select gate SG1 is Vcc, control gates CG1 to
CG8 is set to Vcc. The select gate SG2 is 0V during the write operation. At the same time, the signals VRFY1 and VRFY
2, FIM and FIH become Vcc. In the case of writing "0", since the data is latched in the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI1 and CI2 so that the output of the clock synchronous inverter CI1 becomes "H", the bit line is It is charged by Vcc.
In the case of writing "1" or "2", the bit line is 0V.

【0063】続いて、選択ゲートSG1、制御ゲートC
G1〜CG8、信号BLC、信号VRFY1と電圧VS
Aが10V、電圧VBLHが8V、電圧VBLMが1V
となる。“1”書き込みの場合は、クロック同期式イン
バータCI3,CI4で構成されるフリップ・フロップ
に、クロック同期式インバータCI3の出力が“H”に
なるようにデータがラッチされているため、ビット線B
Lには1Vが印加される。“2”書き込みの場合はビッ
ト線は0V、“0”書き込みの場合は8Vとなる。この
後、選択された制御ゲートCG4が20Vとされる。
Subsequently, the selection gate SG1 and the control gate C
G1 to CG8, signal BLC, signal VRFY1 and voltage VS
A is 10V, voltage VBLH is 8V, voltage VBLM is 1V
Becomes In the case of writing "1", since the data is latched in the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI3 and CI4 so that the output of the clock synchronous inverter CI3 becomes "H", the bit line B
1V is applied to L. The bit line is 0V when "2" is written, and 8V when "0" is written. After that, the selected control gate CG4 is set to 20V.

【0064】“1”又は“2”書き込みの場合は、ビッ
ト線BLと制御ゲートCG4の電位差によって電子がメ
モリセルの電荷蓄積層に注入され、メモリセルのしきい
値は上昇する。“1”書き込みの場合は、“2”書き込
みに比較してメモリセルの電荷蓄積層に注入すべき電荷
量を少なくしなければならないため、ビット線BLを1
Vにして制御ゲートCG4との電位差を19Vに緩和し
ている。但し、この電位差の緩和はなくとも実施可能で
ある。“0”書き込み時は、ビット線電圧8Vによって
メモリセルのしきい値は実効的には変わらない。
In the case of "1" or "2" write, electrons are injected into the charge storage layer of the memory cell due to the potential difference between the bit line BL and the control gate CG4, and the threshold value of the memory cell rises. In the case of "1" writing, the amount of charges to be injected into the charge storage layer of the memory cell must be reduced as compared with "2" writing, so that the bit line BL is set to 1
The potential difference with the control gate CG4 is set to V and is relaxed to 19V. However, it can be implemented without alleviating this potential difference. At the time of writing "0", the threshold voltage of the memory cell is not effectively changed by the bit line voltage 8V.

【0065】書き込み動作の終了時は、まず選択ゲート
SG1、制御ゲートCG1〜CG8を0Vとし、“0”
書き込み時のビット線BLの電圧8Vは遅れて0Vにリ
セットされる。この順序が反転すると一時的に“2”書
き込み動作の状態ができて、“0”書き込み時に間違っ
たデータを書いてしまうからである。
At the end of the write operation, first, the select gate SG1 and the control gates CG1 to CG8 are set to 0 V, and "0" is set.
The voltage 8V of the bit line BL at the time of writing is reset to 0V with a delay. This is because if this order is reversed, the state of the "2" write operation can be temporarily made and the wrong data will be written when the "0" is written.

【0066】<書き込みベリファイリード>書き込み動
作後に、メモリセルの書き込み状態を確認し書き込み不
足のメモリセルにのみ追加書き込みを行うため、ベリフ
ァイ読み出しが行われる。本実施形態は3値メモリセル
であり、ベリファイリード動作のタイミング図は図9、
動作の概要は図10である。
<Write Verify Read> After the write operation, the write state of the memory cell is confirmed, and the additional write is performed only to the memory cell in which the write is insufficient, so the verify read is performed. This embodiment is a ternary memory cell, and the timing chart of the verify read operation is shown in FIG.
The outline of the operation is shown in FIG.

【0067】ベリファイ読み出し中は、電圧VBLHは
Vcc、VBLLは0V、FIMは0Vである。ベリフ
ァイ読み出しに先だって、RENDB1,RENDB2
は定電位(例えばVcc)にプリチャージされ、その後フ
ローティングに保たれる。
During the verify read, the voltage VBLH is Vcc, VBLL is 0V, and FIM is 0V. Prior to verify read, RENDB1 and RENDB2
Is precharged to a constant potential (eg Vcc) and then kept floating.

【0068】最初の書き込みパルスを印加した後の、最
初のベリファイ読み出しは、2つの基本サイクルから実
行される。この基本サイクルは読み出し第1サイクルに
似ている。違うのは、選択された制御ゲートCG4の電
圧と、信号VRFY1,VRFY2,FIHが出力され
ることである(ベリファイ読み出し第1サイクルではV
RFY1のみ)。
The first verify read after applying the first write pulse is executed from two basic cycles. This basic cycle is similar to the first read cycle. The difference is that the voltage of the selected control gate CG4 and the signals VRFY1, VRFY2 and FIH are output (V in the verify read first cycle).
RFY1 only).

【0069】信号VRFY1,VRFY2,FIHは、
選択ゲートSG1,SG2、制御ゲートCG1〜CG8
が0Vにリセットされた後で信号SEN1,SEN1
B,LAT1,LAT1Bがそれぞれ“L”,“H”,
“L”,“H”になる前に出力される。言い替えると、
ビット線の電位がメモリセルのしきい値によって決定し
た後で、クロック同期式インバータCI1,CI2で構
成されるフリップ・フロップがリセットされる前であ
る。選択された制御ゲートCG4の電圧は、読み出し時
の1.5V(第1サイクル)、0V(第2サイクル)に
対応して、2V(第1サイクル)、0.5V(第2サイ
クル)と、0.5Vのしきい値マージンを確保するため
に高くしてある。
The signals VRFY1, VRFY2 and FIH are
Select gates SG1 and SG2, control gates CG1 to CG8
Signal SEN1, SEN1 after reset to 0V
B, LAT1, and LAT1B are "L", "H",
It is output before it becomes "L" or "H". In other words,
After the potential of the bit line is determined by the threshold value of the memory cell, before the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI1 and CI2 is reset. The voltage of the selected control gate CG4 is 2V (first cycle), 0.5V (second cycle) corresponding to 1.5V (first cycle) and 0V (second cycle) at the time of reading, It is set high in order to secure a threshold margin of 0.5V.

【0070】ここでは、クロック同期式インバータCI
1,CI2で構成されるフリップ・フロップにラッチさ
れているデータ(data1)、クロック同期式インバ
ータCI3,CI4で構成されるフリップ・フロップに
ラッチされているデータ(data2)と選択されたメ
モリセルのしきい値によって決まるビット線BLの電圧
を説明する。data1は「“0”書き込みか、“1”
又は“2”書き込みか」を制御し、“0”書き込みの場
合はQn3 は“ON”状態、“1”又は“2”書き込み
の場合はQn6 が“ON”状態である。data2は
「“1”書き込みか、“2”書き込みか」を制御し、
“1”書き込みの場合はQn10は“ON”状態、“2”
書き込みの場合はQn11が“ON”状態である。
Here, the clock synchronous inverter CI
1, the data (data1) latched in the flip-flop composed of CI2, the data (data2) latched in the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI3 and CI4, and the selected memory cell The voltage of the bit line BL determined by the threshold value will be described. data1 is “0” write or “1”
Or "2" write "is controlled. When" 0 "is written, Qn3 is" ON ", and when" 1 "or" 2 "is written, Qn6 is" ON ". data2 controls “whether“ 1 ”writing or“ 2 ”writing”,
When writing "1", Qn10 is "ON", "2"
In the case of writing, Qn11 is in the "ON" state.

【0071】<ベリファイ読み出し第1サイクル>
“0”データ書き込み時(初期書き込みデータが
“0”)のベリファイ読み出し第1サイクルでは、メモ
リセルのデータが“0”であるから、制御ゲートCG4
が2Vになるとメモリセルによってビット線電位は
“L”となる。その後、信号VRFY1が“H”となる
ことでビット線BLは“H”となる。
<Verify Read First Cycle>
In the verify read first cycle at the time of writing "0" data (initial write data is "0"), since the data of the memory cell is "0", the control gate CG4
Becomes 2V, the bit line potential becomes "L" depending on the memory cell. After that, the signal VRFY1 becomes "H", and the bit line BL becomes "H".

【0072】“1”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“1”)のベリファイ読み出し第1サイクルで
は、メモリセルのデータが“1”となるはずであるから
メモリセルのしきい値は1.5V以下で、制御ゲートC
G4が2Vになるとメモリセルによってビット線電位は
“L”となる。その後、信号VRFY1が“H”となる
ことで、既に“1”書き込み十分でdata1が“0”
書き込みを示している場合はビット線BLは“H”(図
9の(1) )、さもなくばビット線BLは“L”(図9の
(2) )となる。
In the verify read first cycle at the time of writing "1" data (initial write data is "1"), the data of the memory cell should be "1", so the threshold value of the memory cell is 1.5V. In the following, control gate C
When G4 becomes 2V, the bit line potential becomes "L" depending on the memory cell. After that, the signal VRFY1 becomes “H”, so that “1” is already written and data1 is “0”.
When writing is shown, the bit line BL is "H" ((1) in FIG. 9), otherwise the bit line BL is "L" (in FIG. 9).
(2)).

【0073】“2”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“2”)のベリファイ読み出し第1サイクルで
は、選択メモリセルのデータが“2”となっていない
(“2”書き込み不十分)場合、制御ゲートCG4が2
Vになるとメモリセルによってビット線電位は“L”と
なる(図9の(5) )。選択メモリセルが“2”書き込み
十分になっている場合、制御ゲートCG4が2Vになっ
てもビット線電位は“H”のままである(図9の(3)
(4))。図9の(3) は既に“2”書き込み十分でdat
a1が“0”書き込みを示している場合である。この場
合、信号VRFY1が“H”となることで、電圧VBH
によってビット線BLは再充電される。
In the verify read first cycle at the time of writing "2" data (initial write data is "2"), if the data of the selected memory cell is not "2"("2" write is insufficient), control is performed. Gate CG4 is 2
When it becomes V, the bit line potential becomes "L" by the memory cell ((5) in FIG. 9). When the selected memory cell is sufficiently written with “2”, the bit line potential remains “H” even when the control gate CG4 becomes 2V ((3) in FIG. 9).
(Four)). In (3) of FIG. 9, writing “2” is already sufficient and dat
This is the case where a1 indicates "0" writing. In this case, since the signal VRFY1 becomes "H", the voltage VBH
Causes the bit line BL to be recharged.

【0074】<ベリファイ読み出し第2サイクル>
“0”データ書き込み時(初期書き込みデータが
“0”)のベリファイ読み出し第2サイクルでは、メモ
リセルのデータが“0”であるから、制御ゲートCG4
が0.5Vになるとメモリセルによってビット線電位は
“L”となる。その後、信号VRFY1が“H”となる
ことでビット線BLは“H”となる。
<Verify Read Second Cycle>
In the second verify read cycle at the time of writing "0" data (initial write data is "0"), the data of the memory cell is "0", so the control gate CG4
Becomes 0.5 V, the bit line potential becomes "L" depending on the memory cell. After that, the signal VRFY1 becomes "H", and the bit line BL becomes "H".

【0075】“1”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“1”)のベリファイ読み出し第2サイクルで
は、選択メモリセルのデータが“1”となっていない
(“1”書き込み不十分)場合、制御ゲートCG4が
0.5Vになるとメモリセルによってビット線電位は
“L”となる(図9の(8) )。選択メモリセルが“1”
書き込み十分になっている場合、制御ゲートCG4が
0.5Vになってもビット線電位は“H”のままである
(図9の(6)(7))。図9の(6) は既に“1”書き込み十
分でdata1が“0”書き込みを示している場合であ
る。この場合、信号VRFY1が“H”となることで、
電圧VBHによってビット線BLは再充電される。
In the verify read second cycle at the time of writing "1" data (initial write data is "1"), if the data of the selected memory cell is not "1"("1" write is insufficient), control is performed. When the gate CG4 becomes 0.5V, the bit line potential becomes "L" by the memory cell ((8) in FIG. 9). Selected memory cell is "1"
When the writing is sufficient, the bit line potential remains “H” even if the control gate CG4 becomes 0.5 V ((6) (7) in FIG. 9). (6) in FIG. 9 is a case where "1" write is already sufficient and data1 indicates "0" write. In this case, since the signal VRFY1 becomes "H",
The bit line BL is recharged by the voltage VBH.

【0076】“2”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“2”)のベリファイ読み出し第2サイクルで
は、メモリセルのデータが“2”となるはずであるか
ら、メモリセルのしきい値が0.5V以上であれば
“2”書き込み十分でも不十分でも、制御ゲートCG4
が0.5Vになってもビット線電位は“H”のままであ
る(図9の(9)(10) )。“2”書き込み不十分でメモリ
セルのしきい値が0.5V以下の場合、ビット線は
“L”になる(図9の(11))。
In the second verify read cycle at the time of writing "2" data (initial write data is "2"), the data of the memory cell should be "2", so that the threshold value of the memory cell is 0. If the voltage is 5 V or more, "2" writing is sufficient or not enough, the control gate CG4
The bit line potential remains "H" even when the voltage becomes 0.5 V ((9) (10) in FIG. 9). When the "2" write is insufficient and the threshold voltage of the memory cell is 0.5 V or less, the bit line becomes "L" ((11) in FIG. 9).

【0077】その後、信号VRFY1,VRFY2,F
IHが“H”となることで、既に“2”書き込み十分で
data1が“0”書き込みを示している場合ビット線
BLは“H”(図9の(9) )、さもなくばビット線BL
は“L”(図9の(10)(11))となる。
After that, the signals VRFY1, VRFY2, F
When IH becomes "H", if "2" write is already sufficient and data1 indicates "0" write, the bit line BL is "H" ((9) in FIG. 9), otherwise the bit line BL.
Is "L" ((10) (11) in FIG. 9).

【0078】このベリファイ読み出し動作によって、書
き込みデータとメモリセルの書き込み状態から再書き込
みデータが、下記の(表3)のように設定される。
By this verify read operation, the write data and the rewrite data from the write state of the memory cell are set as shown in (Table 3) below.

【0079】[0079]

【表3】 [Table 3]

【0080】(表3)から分るように、“1”書き込み
不足のメモリセルのみ再度“1”書き込みが行われ、
“2”書き込み不足のメモリセルにのみ再度“2”書き
込みが行われるようになっている。
As can be seen from (Table 3), "1" writing is performed again only for the memory cells in which "1" writing is insufficient.
The "2" write is performed again only to the memory cells in which the "2" write is insufficient.

【0081】ここで、“1”書き込み不十分のメモリセ
ルではN1,N2ともに“H”なので、Qn13A ,Qn
13B が“ON”になり、RENDB2がプリチャージ電
位から放電される。即ち、“1”書き込み不十分のメモ
リセルが1つでもあると、RENDB2が“L”にな
る。RENDB2が放電されて“L”になることを検出
して、(再書き込み後の)次回のベリファイリードでも
“1”書き込み十分か調べるベリファイリードを行う。
Here, since N1 and N2 are both "H" in the memory cell in which "1" is not sufficiently written, Qn13A, Qn
13B is turned "ON", and RENDB2 is discharged from the precharge potential. That is, if there is even one memory cell in which "1" is not sufficiently written, RENDB2 becomes "L". Detecting that RENDB2 is discharged to "L", verify read is performed to check whether "1" write is sufficient in the next verify read (after rewriting).

【0082】一方、“1”書き込みするメモリセルが全
て十分に書き込まれると、“1”書き込みする全てのカ
ラムでノードN1が“L”になるので、Qn13A が“O
FF”になり、その結果、RENDB2はプリチャージ
電位を保つ。従って、RENDB2の電位が“L”にな
らず、“H”状態を保つことを“1”データ書き込み終
了検知回路4で検出することにより、図1、図10に示
したように、(再書き込み後の)次回のベリファイリー
ドでは“1”書き込み十分か調べるベリファイリードを
せずに、“2”書き込み十分か調べるベリファイリード
のみを行う。
On the other hand, when all the memory cells to be written "1" are sufficiently written, the node N1 becomes "L" in all columns to which "1" is written, so that Qn13A becomes "O".
FF ”, and as a result, the RENDB2 maintains the precharge potential. Therefore, the“ 1 ”data write completion detection circuit 4 detects that the potential of the RENDB2 does not become“ L ”and remains“ H ”. As a result, as shown in FIGS. 1 and 10, in the next verify read (after rewriting), the verify read for checking whether "1" is sufficiently written is not performed, but only the verify read for checking whether "2" is sufficiently written is performed. .

【0083】“0”書き込み又は“2”書き込みのメモ
リセルではN2は“L”なのでQn13Bは“OFF”し、
RENDB2がプリチャージ電位から放電されることは
ない。従って、書き込みデータが全て“0”又は“2”
の場合もRENDB2は“H”レベルを保つ。また、
“0”書き込みの書き込みデータはN1が“L”、N2
が“L”でなくてもよい。つまり、“0”書き込みの書
き込みデータをN1を“L”、N2を“H”としてもよ
い。この場合N1が“L”なので、Qn13Aは“OFF”
し、RENDB2は“H”レベルを保ち、RENDB2
がプリチャージ電位から放電することはない。
In the memory cell of "0" write or "2" write, N2 is "L", so Qn13B is "OFF",
RENDB2 is never discharged from the precharge potential. Therefore, all write data is "0" or "2".
In the case of, RENDB2 maintains the "H" level. Also,
In the write data of “0” write, N1 is “L”, N2
Does not have to be "L". That is, the write data for writing "0" may be N1 "L" and N2 "H". In this case, N1 is "L", so Qn13A is "OFF".
However, RENDB2 keeps "H" level, and RENDB2
Does not discharge from the precharge potential.

【0084】“1”書き込みメモリセルが書き込み十分
か調べるベリファイリードを省略する様子を、図10を
用いて説明する。“1”書き込み不十分だとRENDB
2が“L”なので、図10に示すように再書き込み及
び、ベリファイリード第1サイクル、ベリファイリード
第2サイクルが繰り返される。
A state of omitting the verify read for checking whether the "1" write memory cell is sufficiently written will be described with reference to FIG. RENDB when writing “1” is insufficient
Since 2 is "L", rewriting, the first verify read cycle and the second verify read cycle are repeated as shown in FIG.

【0085】一方、“1”書き込みするメモリセルが全
て十分に書き込まれ、“2”書き込みするメモリセルで
書き込み不十分のものがあると、RENDB2が
“H”、RENDB1が“L”なので、(再書き込み後
の)次回のベリファイリードでは“1”書き込み十分か
調べるベリファイリードをせずに、“2”書き込み十分
か調べるベリファイリードのみが行われる。
On the other hand, if all the memory cells to be written "1" are sufficiently written and some of the memory cells to be written "2" are not sufficiently written, RENDB2 is "H" and RENDB1 is "L". In the next verify read (after rewriting), only the verify read that checks whether the "2" write is sufficient is performed without performing the verify read that checks whether the "1" write is sufficient.

【0086】また、全てのメモリセルでデータ書き込み
が十分になると、全てのカラムのQn13が“OFF”と
なり、信号RENDB1が“H”になる。RENDB1
が“H”になることを、データ書き込み終了検知回路4
で検出することによってデータ書き込み終了情報が出力
される。
When the data writing is sufficient in all the memory cells, Qn13 of all columns are turned off and the signal RENDB1 is turned to "H". RENDB1
Is set to "H", the data write end detection circuit 4
The data write end information is output by the detection by.

【0087】このように本実施形態では、不要なベリフ
ァイリード動作を省略して書き込み時間を大幅に短縮で
きる。また、本実施形態ではこの不要なベリファイリー
ドを省略する動作を、従来例に比べて2個トランジスタ
数を増加しただけで実現しているので、この動作を実現
するために必要な面積の増加は小さい。
As described above, in the present embodiment, the unnecessary verify read operation can be omitted and the writing time can be greatly shortened. Further, in the present embodiment, the operation of omitting the unnecessary verify read is realized only by increasing the number of transistors by 2 as compared with the conventional example. Therefore, the area required for realizing this operation is not increased. small.

【0088】下記の(表4)に、消去、書き込み、読み
出し、ベリファイ読み出し時のメモリセルアレイ各部の
電位を示す。
The following (Table 4) shows the potential of each part of the memory cell array at the time of erasing, writing, reading and verify reading.

【0089】[0089]

【表4】 [Table 4]

【0090】[実施形態5]図11は、本発明の第5の
実施形態におけるNORセル型EEPROMの、メモリ
セルアレイ1とビット線制御回路2の具体的な構成を示
している。
[Fifth Embodiment] FIG. 11 shows a specific structure of a memory cell array 1 and a bit line control circuit 2 of a NOR cell type EEPROM according to a fifth embodiment of the present invention.

【0091】メモリセルM10のみで、NOR型セルを
構成する。NOR型セルの一端はビット線BLに接続さ
れ、他端は共通接地線と接続される。1本の制御ゲート
WLを共有するメモリセルMはページを構成する。メモ
リセルはそのしきい値Vtでデータを記憶し、VtがV
cc以上である場合“0”データ、VtがVcc以下
2.5V以上の場合“1”データ、Vtが2.5V以下
0V以上の場合“2”データとして記憶する。
The memory cell M10 alone constitutes a NOR type cell. One end of the NOR type cell is connected to the bit line BL and the other end is connected to the common ground line. The memory cells M sharing one control gate WL form a page. The memory cell stores data at the threshold value Vt, and Vt is V
It is stored as "0" data when it is cc or more, "1" data when Vt is Vcc or less and 2.5V or more, and "2" data when Vt is 2.5V or less and 0V or more.

【0092】1つのメモリセルで3つの状態を持たせ、
2つのメモリセルで9通りの組み合わせができる。この
内、8通りの組み合わせを用いて、2つのメモリセルで
3ビット分のデータを記憶する。この実施形態では、制
御ゲートを共有する隣合う2つのメモリセルの組で3ビ
ット分のデータを記憶する。
One memory cell has three states,
Two memory cells can be combined in nine ways. Of these combinations, eight combinations are used to store 3-bit data in two memory cells. In this embodiment, 3-bit data is stored in a set of two adjacent memory cells sharing a control gate.

【0093】クロック同期式インバータCI5,CI6
とCI7,CI8でそれぞれフリップ・フロップを構成
し、書き込み/読み出しデータをラッチする。また、こ
れらはセンス・アンプとしても動作する。クロック同期
式インバータCI5,CI6で構成されるフリップ・フ
ロップは、「“0”書き込みをするか、“1”又は
“2”書き込みをするか」、を書き込みデータ情報とし
てラッチし、メモリセルが「“0”の情報を保持してい
るか、“1”又は“2”の情報を保持しているか」、を
読み出しデータ情報としてラッチする。クロック同期式
インバータCI7,CI8で構成されるフリップ・フロ
ップは、「“1”書き込みをするか、“2”書き込みを
するか」、を書き込みデータ情報としてラッチし、メモ
リセルが「“2”の情報を保持しているか、“0”又は
“1”の情報を保持しているか」、を読み出しデータ情
報としてラッチする。
Clock synchronous inverters CI5 and CI6
And CI7 and CI8 form flip-flops respectively and latch write / read data. They also operate as sense amplifiers. The flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI5 and CI6 latches "write" 0 ", write" 1 "or" 2 "" as write data information, and the memory cell reads ""Holdinformation" 0 "or information" 1 "or" 2 "?" Is latched as read data information. The flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI7 and CI8 latches "whether" 1 "is written or" 2 "is written" as write data information, and the memory cell is "2". Whether information is held or "0" or "1" information is held "is latched as read data information.

【0094】nチャネルMOSトランジスタの内、Qn
18は、プリチャージ信号PREが“H”となると電圧V
PRをビット線に転送する。Qn19は、ビット線接続信
号BLCが“H”となってビット線と主要なビット線制
御回路を接続する。Qn20〜Qn23,Qn25〜Qn28
は、上述のフリップ・フロップにラッチされているデー
タに応じて、電圧VBLH,VBLM,0Vを選択的に
ビット線に転送する。Qn24,Qn29は、それぞれ信号
SAC2,SAC1が“H”となることでフリップ・フ
ロップとビット線を接続する。Qn30は、フリップ・フ
ロップにラッチされている1ページ分のデータが全て同
じか否かを検出するために設けられる。Qn35,Qn36
は、データ一括検知用MOSトランジスタであり、同一
ページ内の“1”書き込みするメモリセルが、全て十分
に書き込まれたかを検出するために設けられている。Q
n31,Qn32とQn33,Qn34は、それぞれカラム選択
信号CSL1,CSL2が“H”となって、対応するフ
リップ・フロップとデータ入出力線IOA,IOBを選
択的に接続する。
Of the n-channel MOS transistors, Qn
18 is a voltage V when the precharge signal PRE becomes “H”
Transfer PR to bit line. In Qn19, the bit line connection signal BLC becomes "H" to connect the bit line to the main bit line control circuit. Qn20 ~ Qn23, Qn25 ~ Qn28
Selectively transfers the voltages VBLH, VBLM, 0V to the bit line in accordance with the data latched in the above flip-flop. Qn24 and Qn29 connect the flip-flop and the bit line when the signals SAC2 and SAC1 become "H", respectively. Qn30 is provided to detect whether or not the data for one page latched by the flip-flops are all the same. Qn35, Qn36
Is a data batch detection MOS transistor, and is provided to detect whether all the memory cells to be written “1” in the same page are sufficiently written. Q
The column selection signals CSL1 and CSL2 of the n31, Qn32 and Qn33, Qn34 become "H", respectively, to selectively connect the corresponding flip-flops and the data input / output lines IOA, IOB.

【0095】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を図12〜14に従って説明する。図12は読み
出し動作のタイミング、図13は書き込み動作のタイミ
ング、図14はベリファイ読み出し動作のタイミングを
示している。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows a read operation timing, FIG. 13 shows a write operation timing, and FIG. 14 shows a verify read operation timing.

【0096】<読み出し動作>読み出し動作は、図12
に示すように2つの基本サイクルで実行される。読み出
し第1サイクルは、まず電圧VPRが電源電圧Vccと
なってビット線はプリチャージされ、プリチャージ信号
PREが“L”となってビット線はフローティングにさ
れる。続いて、制御ゲートWLは2.5Vにされる。選
択されたメモリセルのVtが2.5V以下の場合のみ、
つまりデータ“2”が書き込まれている場合のみ、その
ビット線は“L”レベルになる。
<Read Operation> The read operation is shown in FIG.
It is executed in two basic cycles as shown in. In the first read cycle, the voltage VPR becomes the power supply voltage Vcc and the bit line is precharged, and the precharge signal PRE becomes "L", and the bit line is floated. Subsequently, the control gate WL is set to 2.5V. Only when the Vt of the selected memory cell is 2.5 V or less,
That is, only when the data "2" is written, the bit line becomes "L" level.

【0097】この後、センス活性化信号SEN2,SE
N2Bがそれぞれ“L”,“H”、ラッチ活性化信号L
AT2,LAT2Bがそれぞれ“L”,“H”となっ
て、クロック同期式インバータCI7,CI8で構成さ
れるフリップ・フロップはリセットされる。信号SAC
2が“H”となってクロック同期式インバータCI7,
CI8で構成されるフリップ・フロップとビット線は接
続され、まずセンス活性化信号SEN2,SEN2Bが
それぞれ“H”,“L”となってビット線電位がセンス
された後、ラッチ活性化信号LAT2,LAT2Bがそ
れぞれ“H”,“L”となり、クロック同期式インバー
タCI7,CI8で構成されるフリップ・フロップに、
「“2”データか、“1”又は“0”データか」の情報
がラッチされる。
After this, the sense activation signals SEN2 and SE
N2B is "L", "H", respectively, and latch activation signal L
AT2 and LAT2B are set to "L" and "H", respectively, and the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI7 and CI8 is reset. Signal SAC
2 becomes "H" and the clock synchronous inverter CI7,
The flip-flop constituted by CI8 is connected to the bit line, and the sense activation signals SEN2 and SEN2B are first set to "H" and "L" to sense the bit line potential, and then the latch activation signal LAT2. The LAT2B becomes "H" and "L", respectively, and the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI7 and CI8,
The information ““ 2 ”data,“ 1 ”or“ 0 ”data” ”is latched.

【0098】読み出し第2サイクルは、読み出し第1サ
イクルに対して、選択制御ゲートWLの電圧が2.5V
でなくVccであること、信号SEN2,SEN2B,
LAT2,LAT2B,SAC2の代わりに信号SEN
1,SEN1B,LAT1,LAT1B,SAC1が出
力されることが違う。よって、読み出し第2サイクルで
は、クロック同期式インバータCI5,CI6で構成さ
れるフリップ・フロップに、「“0”データか、“1”
又は“2”データか」の情報がラッチされる。以上説明
した2つの読み出しサイクルによって、メモリセルに書
き込まれたデータが読み出される。
In the second read cycle, the voltage of the selection control gate WL is 2.5 V with respect to the first read cycle.
Not Vcc, the signals SEN2, SEN2B,
Signal SEN instead of LAT2, LAT2B, SAC2
The difference is that 1, SEN1B, LAT1, LAT1B, and SAC1 are output. Therefore, in the second read cycle, the flip-flop composed of the clock-synchronous inverters CI5 and CI6 reads "0" data or "1" data.
Alternatively, the information “2” data ”is latched. The data written in the memory cell is read by the two read cycles described above.

【0099】<書き込み動作>データ書き込みに先だっ
てメモリセルのデータは消去され、メモリセルのしきい
値VtはVcc以上となっている。消去は、制御ゲート
WLを20Vとし、ビット線を0Vにして行われる。書
き込みデータによって図11のビット線制御回路内のフ
リップフップのノードN1,N2は、下記の(表5)の
ようになる。
<Write Operation> Prior to the data write, the data in the memory cell is erased and the threshold value Vt of the memory cell is Vcc or more. Erasing is performed by setting the control gate WL to 20V and the bit line to 0V. Depending on the write data, the flip-flop nodes N1 and N2 in the bit line control circuit of FIG. 11 are as shown in (Table 5) below.

【0100】[0100]

【表5】 [Table 5]

【0101】書き込み動作では、図13に示すように、
まずプリチャージ信号PREが“L”となってビット線
がフローティングにされる。信号VRFY1,VRFY
2,FIM,FILがVccとなる。“0”書き込みの
場合は、クロック同期式インバータCI5,CI6で構
成されるフリップ・フロップに、クロック同期式インバ
ータCI5の出力が“H”になるようにデータがラッチ
されているため、ビット線は0Vである。“1”又は
“2”書き込みの場合は、ビット線はVccに充電され
る。
In the write operation, as shown in FIG.
First, the precharge signal PRE becomes "L" and the bit line is floated. Signal VRFY1, VRFY
2, FIM and FIL become Vcc. In the case of writing "0", since the data is latched in the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI5 and CI6 so that the output of the clock synchronous inverter CI5 becomes "H", the bit line is It is 0V. In the case of writing "1" or "2", the bit line is charged to Vcc.

【0102】続いて、信号BLC,VRFY2,FI
M,FILと電圧VSAが10V、電圧VBLHが8
V、電圧VBLMが7Vとなる。“1”書き込みの場合
は、クロック同期式インバータCI7,CI8で構成さ
れるフリップ・フロップに、クロック同期式インバータ
CI7の出力が“H”になるようにデータがラッチされ
ているため、ビット線BLには7Vが印加される。
“2”書き込みの場合はビット線は8V、“0”書き込
みの場合は0Vとなる。この後、選択された制御ゲート
WLが−12Vとされる。
Then, the signals BLC, VRFY2, FI
M, FIL, voltage VSA is 10V, voltage VBLH is 8
V and voltage VBLM become 7V. In the case of writing "1", since the data is latched in the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI7 and CI8 so that the output of the clock synchronous inverter CI7 becomes "H", the bit line BL Is applied with 7V.
The bit line becomes 8V when "2" is written, and 0V when "0" is written. After that, the selected control gate WL is set to -12V.

【0103】“1”又は“2”書き込みの場合は、ビッ
ト線BLと制御ゲートWLの電位差によって電子がメモ
リセルの電荷蓄積層から放出され、メモリセルのしきい
値は下降する。“1”書き込みの場合は、“2”書き込
みに比較してメモリセルの電荷蓄積層から放出すべき電
荷量を少なくしなければならないため、ビット線BLを
7Vにして制御ゲートWLとの電位差を19Vに緩和し
ている。“0”書き込み時は、ビット線電圧0Vによっ
てメモリセルのしきい値は実効的には変わらない。
In the case of writing "1" or "2", electrons are emitted from the charge storage layer of the memory cell due to the potential difference between the bit line BL and the control gate WL, and the threshold value of the memory cell drops. In the case of "1" write, the amount of charge to be discharged from the charge storage layer of the memory cell must be reduced as compared with "2" write, so that the bit line BL is set to 7V and the potential difference from the control gate WL is set. It is relaxed to 19V. At the time of writing "0", the threshold voltage of the memory cell is not effectively changed by the bit line voltage 0V.

【0104】<ベリファイ読み出し動作>書き込み動作
後に、メモリセルの書き込み状態を確認し書き込み不足
のメモリセルにのみ追加書き込みを行うため、ベリファ
イ読み出しが行われる。ベリファイリード動作のタイミ
ング図は図14、動作の概要は図10である。ベリファ
イ読み出し中は、電圧VBLHはVcc、FIMは0V
である。
<Verify Read Operation> After the write operation, the write state of the memory cell is confirmed, and the additional write is performed only to the memory cell in which the write is insufficient. Therefore, the verify read is performed. A timing chart of the verify read operation is shown in FIG. 14, and an outline of the operation is shown in FIG. During verify read, voltage VBLH is Vcc and FIM is 0V
It is.

【0105】ベリファイ読み出しは、2つの基本サイク
ルから実行される。この基本サイクルは読み出しサイク
ルに似ている。違うのは、選択された制御ゲートWLの
電圧と、信号VRFY1,VRFY2,FILが出力さ
れることである(ベリファイ読み出し第1サイクルでは
VRFY1のみ)。信号VRFY1,VRFY2,FI
Lは、制御ゲートWLが0Vにリセットされた後で信号
SEN1,SEN1B,LAT1,LAT1Bがそれぞ
れ“L”,“H”,“L”,“H”になる前に出力され
る。言い替えると、ビット線の電位がメモリセルのしき
い値によって決定した後で、クロック同期式インバータ
CI5,CI6で構成されるフリップ・フロップがリセ
ットされる前である。選択された制御ゲートWLの電圧
は、読み出し時の2.5V(第1サイクル)、Vcc
(第2サイクル)に対応して、2V(第1サイクル)、
4V(第2サイクル)と、しきい値マージンを確保する
ために低くしてある。
Verify read is executed from two basic cycles. This basic cycle is similar to the read cycle. The difference is that the voltage of the selected control gate WL and the signals VRFY1, VRFY2 and FIL are output (only VRFY1 in the first verify read cycle). Signal VRFY1, VRFY2, FI
L is output after the control gate WL is reset to 0V and before the signals SEN1, SEN1B, LAT1, and LAT1B become "L", "H", "L", "H", respectively. In other words, after the potential of the bit line is determined by the threshold value of the memory cell and before the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI5 and CI6 is reset. The voltage of the selected control gate WL is 2.5 V (first cycle) at the time of reading, Vcc
Corresponding to (second cycle), 2V (first cycle),
4V (second cycle), which is set low in order to secure a threshold margin.

【0106】ここでは、クロック同期式インバータCI
5,CI6で構成されるフリップ・フロップにラッチさ
れているデータ(data1)、クロック同期式インバ
ータCI7,CI8で構成されるフリップ・フロップに
ラッチされているデータ(data2)と選択されたメ
モリセルのしきい値によって決まるビット線BLの電圧
を説明する。data1は「“0”書き込みか、“1”
又は“2”書き込みか」を制御し、“0”書き込みの場
合はQn20は“ON”状態、“1”又は“2”書き込み
の場合はQn23が“ON”状態である。data2は
「“1”書き込みか、“2”書き込みか」を制御し、
“1”書き込みの場合はQn26は“ON”状態、“2”
書き込みの場合はQn27が“ON”状態である。
Here, the clock synchronous inverter CI
5, the data (data1) latched in the flip-flop composed of CI6 and the data (data2) latched in the flip-flop composed of the clock synchronous inverters CI7 and CI8 and the selected memory cell The voltage of the bit line BL determined by the threshold value will be described. data1 is “0” write or “1”
Or "2" write "is controlled. When" 0 "is written, Qn20 is" ON ", and when" 1 "or" 2 "is written, Qn23 is" ON ". data2 controls “whether“ 1 ”writing or“ 2 ”writing”,
When writing "1", Qn26 is "ON", "2"
In the case of writing, Qn27 is in the "ON" state.

【0107】<ベリファイ読み出し第1サイクル>
“0”データ書き込み時(初期書き込みデータが
“0”)のベリファイ読み出し第1サイクルでは、メモ
リセルのデータが“0”であるから、制御ゲートWLが
2Vになってもビット線電位は“H”のままである。そ
の後、信号VRFY1が“H”となることでビット線B
Lは“L”となる。
<Verify Read First Cycle>
In the verify read first cycle at the time of writing “0” data (initial write data is “0”), since the data of the memory cell is “0”, the bit line potential is “H” even if the control gate WL becomes 2V. “It remains. After that, the signal VRFY1 becomes "H", so that the bit line B
L becomes "L".

【0108】“1”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“1”)のベリファイ読み出し第1サイクルで
は、メモリセルのデータが“1”となるはずであるから
メモリセルのしきい値は2.5V以上で、制御ゲートW
Lが2Vになってもビット線電位は“H”のままであ
る。その後、信号VRFY1が“H”となることで、既
に“1”書き込み十分でdata1が“0”書き込みを
示している場合ビット線BLは“L”(図14の(2)
)、さもなくばビット線BLは“H”(図14の(1))
となる。
In the verify read first cycle at the time of writing "1" data (initial write data is "1"), the data of the memory cell should be "1", so the threshold value of the memory cell is 2.5V. With the above, the control gate W
Even if L becomes 2V, the bit line potential remains "H". After that, when the signal VRFY1 becomes “H”, the “1” write is already sufficient and the data1 indicates “0” write, the bit line BL is “L” ((2) in FIG. 14).
), Otherwise, the bit line BL is “H” ((1) in FIG. 14)
Becomes

【0109】“2”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“2”)のベリファイ読み出し第1サイクルで
は、選択メモリセルのデータが“2”となっていない
(“2”書き込み不十分)場合、制御ゲートWLが2V
になってもビット線電位は“H”である(図14の(3)
)。選択メモリセルが“2”書き込み十分になってい
る場合、制御ゲートWLが2Vになるとビット線電位は
メモリセルによって“L”となる(図14の(4)(5))。
図14の(5) は既に“2”書き込み十分でdata1が
“0”書き込みを示している場合である。この場合、信
号VRFY1が“H”となることで、ビット線BLは接
地される。
In the verify read first cycle at the time of writing "2" data (initial write data is "2"), if the data of the selected memory cell is not "2"("2" write is insufficient), control is performed. Gate WL is 2V
The bit line potential is still "H" ((3) in FIG. 14).
). When the selected memory cell is sufficiently written with "2", the bit line potential becomes "L" by the memory cell when the control gate WL becomes 2V ((4) (5) in FIG. 14).
In FIG. 14, (5) is a case where "2" write is already sufficient and data1 indicates "0" write. In this case, the signal VRFY1 becomes "H", and the bit line BL is grounded.

【0110】<ベリファイ読み出し第2サイクル>
“0”データ書き込み時(初期書き込みデータが
“0”)のベリファイ読み出し第2サイクルでは、メモ
リセルのデータが“0”であるから、制御ゲートCG4
が4Vになってもビット線電位は“H”である。その
後、信号VRFY1が“H”となることでビット線BL
は“L”となる。
<Verify Read Second Cycle>
In the second verify read cycle at the time of writing "0" data (initial write data is "0"), the data of the memory cell is "0", so the control gate CG4
Is 4V, the bit line potential is "H". After that, the signal VRFY1 becomes “H”, and the bit line BL
Becomes "L".

【0111】“1”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“1”)のベリファイ読み出し第2サイクルで
は、選択メモリセルのデータが“1”となっていない
(“1”書き込み不十分)場合、制御ゲートWLが4V
になってもビット線電位は“H”である(図14の(6)
)。選択メモリセルが“1”書き込み十分になってい
る場合、制御ゲートWLが4Vになるとメモリセルによ
りビット線電位は“L”となる(図14の(7)(8))。図
14の(8) は既に“1”書き込み十分でdata1が
“0”書き込みを示している場合である。この場合、信
号VRFY1が“H”となることで、ビット線BLは接
地される。
In the verify read second cycle at the time of writing "1" data (initial write data is "1"), if the data of the selected memory cell is not "1"("1" write is insufficient), control is performed. Gate WL is 4V
The bit line potential is still "H" ((6) in FIG. 14).
). When the selected memory cell is sufficiently written with "1", the bit line potential becomes "L" by the memory cell when the control gate WL becomes 4V ((7) (8) in FIG. 14). FIG. 14 (8) shows a case where "1" write is already sufficient and data1 indicates "0" write. In this case, the signal VRFY1 becomes "H", and the bit line BL is grounded.

【0112】“2”データ書き込み時(初期書き込みデ
ータが“2”)のベリファイ読み出し第2サイクルで
は、メモリセルのデータが“2”となるはずであるから
メモリセルのしきい値が4V以下であれば“2”書き込
み十分でも不十分でも、制御ゲートWLが4Vになると
ビット線電位は“L”となる(図14の(10)(11))。
“2”書き込み不十分でメモリセルのしきい値が4V以
上の場合、ビット線は“H”になる(図14の(9) )。
In the verify read second cycle at the time of writing "2" data (initial write data is "2"), the data of the memory cell is supposed to be "2". If there is enough "2" writing, the bit line potential becomes "L" when the control gate WL becomes 4V ((10) (11) in FIG. 14).
When the "2" write is insufficient and the threshold voltage of the memory cell is 4 V or more, the bit line becomes "H" ((9) in FIG. 14).

【0113】その後、信号VRFY1,VRFY2,F
IHが“H”となることで、既に“2”書き込み十分で
data1が“0”書き込みを示している場合ビット線
BLは“L”(図14の(11))、さもなくばビット線B
Lは“H”(図14の(9)(10) )となる。
After that, the signals VRFY1, VRFY2, F
When IH becomes “H”, “2” write is already sufficient and data1 indicates “0” write, bit line BL is “L” ((11) in FIG. 14), and bit line B is otherwise.
L becomes "H" ((9) (10) in FIG. 14).

【0114】このベリファイ読み出し動作によって、書
き込みデータとメモリセルの書き込み状態から再書き込
みデータが、第4の実施形態と同様に前記(表3)のよ
うに設定される。
By this verify read operation, the write data and the rewrite data from the write state of the memory cell are set as in the above (Table 3) as in the fourth embodiment.

【0115】ここで、“1”書き込み不十分のメモリセ
ルではN1,N2ともに“H”なので、Qn35,Qn36
が“ON”になり、RENDB2がプリチャージ電位か
ら放電される。即ち、“1”書き込み不十分のメモリセ
ルが1つでもあると、RENDB2が“L”になる。R
ENDB2が放電されて“L”になることを検出して、
(再書き込み後の)次回のベリファイリードでも“1”
書き込み十分か調べるベリファイリードを行う。
Here, since N1 and N2 are both "H" in the memory cell in which "1" is not sufficiently written, Qn35, Qn36
Becomes "ON", and RENDB2 is discharged from the precharge potential. That is, if there is even one memory cell in which "1" is not sufficiently written, RENDB2 becomes "L". R
Detecting that ENDB2 is discharged to "L",
"1" at the next verify read (after rewriting)
Perform verify read to check if writing is sufficient.

【0116】一方、“1”書き込みするメモリセルが全
て十分に書き込まれると、“1”書き込みする全てのカ
ラムでノードN1が“L”になるので、Qn35が“OF
F”になり、その結果、RENDB2はプリチャージ電
位を保つ。従って、RENDB2の電位が“L”になら
ず、“H”状態を保つことを“1”データ書き込み終了
検知回路4で検出することにより、図1、図10に示し
たように、(再書き込み後の)次回のベリファイリード
では“1”書き込み十分か調べるベリファイリードをせ
ずに、“2”書き込み十分か調べるベリファイリードの
みを行う。
On the other hand, when all the memory cells to be written "1" are sufficiently written, the node N1 becomes "L" in all columns to which "1" is written, so that Qn35 becomes "OF".
Therefore, the RENDB2 keeps the precharge potential. As a result, the "1" data write end detection circuit 4 detects that the RENDB2 potential does not become "L" but keeps the "H" state. As a result, as shown in FIGS. 1 and 10, in the next verify read (after rewriting), the verify read for checking whether "1" is sufficiently written is not performed, but only the verify read for checking whether "2" is sufficiently written is performed. .

【0117】“0”書き込み又は“2”書き込みのメモ
リセルではN2は“L”なので、Qn36は“OFF”
し、RENDB2がプリチャージ電位から放電されるこ
とはない。従って、書き込みデータが全て“0”又は
“2”の場合もRENDB2は、“H”レベルを保つ。
また、“0”書き込みの書き込みデータはN1が
“L”、N2が“L”でなくてもよい。つまり、“0”
書き込みの書き込みデータをN1を“L”、N2を
“H”としてもよい。この場合N1が“L”なので、Q
n35は“OFF”し、RENDB2は“H”レベルを
保ち、RENDB2がプリチャージ電位から放電するこ
とはない。
In the memory cell of "0" write or "2" write, N2 is "L", so Qn36 is "OFF".
However, RENDB2 is never discharged from the precharge potential. Therefore, RENDB2 maintains the "H" level even when the write data are all "0" or "2".
Further, the write data for writing “0” does not need to be “L” for N1 and “L” for N2. That is, "0"
The write data for writing may be N1 “L” and N2 “H”. In this case, N1 is "L", so Q
n35 turns "OFF", RENDB2 maintains "H" level, and RENDB2 is never discharged from the precharge potential.

【0118】“1”書き込みメモリセルが書き込み十分
か調べるベリファイリードを省略する様子を、図10を
用いて説明する。“1”書き込み不十分だとRENDB
2が“L”なので、図10のように再書き込み及び、ベ
リファイリード第1サイクル、ベリファイリード第2サ
イクルが繰り返される。
A state of omitting the verify read for checking whether the "1" write memory cell is sufficiently written will be described with reference to FIG. RENDB when writing “1” is insufficient
Since 2 is "L", rewriting and the first verify read cycle and the second verify read cycle are repeated as shown in FIG.

【0119】一方、“1”書き込みするメモリセルが全
て十分に書き込まれ、“2”書き込みするメモリセルで
書き込み不十分のものがあると、RENDB2が
“H”、RENDB1が“L”なので、(再書き込み後
の)次回のベリファイリードでは“1”書き込み十分か
調べるベリファイリードをせずに、“2”書き込み十分
か調べるベリファイリードのみが行われる。
On the other hand, if all the memory cells to be written "1" are sufficiently written and some of the memory cells to be written "2" are not sufficiently written, RENDB2 is "H" and RENDB1 is "L". In the next verify read (after rewriting), only the verify read that checks whether the "2" write is sufficient is performed without performing the verify read that checks whether the "1" write is sufficient.

【0120】また、全てのメモリセルでデータ書き込み
が十分になると、全てのカラムのQn30が“OFF”と
なり、信号RENDB1が“H”になる。RENDB1
が“H”になることを、データ書き込み終了検知回路4
で検出することによってデータ書き込み終了情報が出力
される。
When the data writing is sufficient in all the memory cells, Qn30 of all columns are turned "OFF" and the signal RENDB1 becomes "H". RENDB1
Is set to "H", the data write end detection circuit 4
The data write end information is output by the detection by.

【0121】下記の(表6)は、消去、書き込み、読み
出し、ベリファイ読み出し時のメモリセルアレイ各部の
電位を示している。
The following (Table 6) shows the potential of each part of the memory cell array at the time of erasing, writing, reading and verify reading.

【0122】[0122]

【表6】 [Table 6]

【0123】図6、図11に示した回路は、例えばそれ
ぞれ図15、図16のように変形できる。図15は、図
6に見られるnチャネルトランジスタQn3 ,Qn4 を
pチャネルトランジスタQp1 ,Qp2 に置き換えてあ
る。図16は、図11に見られるnチャネルトランジス
タQn22,Qn23,Qn25〜Qn28をpチャネルトラン
ジスタQp3 〜Qp8 に置き換えてある。このようにす
ることで、nチャネルトランジスタのしきい値による転
送できる電圧の降下を防ぐことができ、この例では、電
圧VSAを書き込み時に8Vまで上げればよく、回路を
構成するトランジスタの耐圧を下げることができる。図
15のVRFY1Bは図6のVRFY1の反転信号、図
16のVRFY2B,FILB,FIMBは図11のV
RFY2,FIL,FIMのそれぞれ反転信号である。
The circuits shown in FIGS. 6 and 11 can be modified as shown in FIGS. 15 and 16, respectively. In FIG. 15, the n-channel transistors Qn3 and Qn4 shown in FIG. 6 are replaced with p-channel transistors Qp1 and Qp2. In FIG. 16, the n-channel transistors Qn22, Qn23, Qn25 to Qn28 shown in FIG. 11 are replaced with p-channel transistors Qp3 to Qp8. By doing so, it is possible to prevent the transferable voltage from dropping due to the threshold value of the n-channel transistor, and in this example, the voltage VSA may be raised to 8 V at the time of writing, and the breakdown voltage of the transistor forming the circuit is lowered. be able to. VRFY1B in FIG. 15 is an inverted signal of VRFY1 in FIG. 6, and VRFY2B, FILB, and FIMB in FIG. 16 are V in FIG.
These are inversion signals of RFY2, FIL, and FIM.

【0124】[実施形態6]ここでは第2の実施形態の
ように、例えば3値メモリセルで、“1”書き込みする
メモリセルの書き込み終了の検知と、“2”書き込みす
るメモリセルの書き込み終了の検知を共に行う場合の実
施形態の具体例を説明する。
[Embodiment 6] Like the second embodiment, here, for example, in a ternary memory cell, detection of the end of writing of a memory cell in which "1" is written and completion of writing of a memory cell in which "2" is written are completed. A specific example of the embodiment in which the above detection is performed together will be described.

【0125】図17はNAND型EEPROMに適用し
た場合の実施形態、図18はNOR型EEPROMに適
用した場合の実施形態である。第4及び第5の実施形態
と異なるのは、“1”書き込みするメモリセルの書き込
み終了の検知回路の他に、“2”書き込みするメモリセ
ルの書き込み終了の検知回路も設けている点である。図
17、図18で第1のデータ一括検知用MOSトランジ
スタユニット(図17ではQn13A,Qn13B、図18では
Qn35,Qn36)が“1”書き込みするメモリセルの書
き込み終了を検知する回路であり、第2のデータ一括検
知用MOSトランジスタユニット(図17ではQn13C,
Qn13D、図18ではQn37,Qn38)が“2”書き込み
するメモリセルの書き込み終了を検知する回路である。
FIG. 17 shows an embodiment when applied to a NAND type EEPROM, and FIG. 18 shows an embodiment when applied to a NOR type EEPROM. The difference from the fourth and fifth embodiments is that a detection circuit for detecting the end of writing of a memory cell for writing "1" is provided in addition to a detection circuit for detecting the end of writing for a memory cell for writing "1". . In FIG. 17 and FIG. 18, the first data batch detection MOS transistor unit (Qn13A, Qn13B in FIG. 17, Qn35, Qn36 in FIG. 18) is a circuit for detecting the end of writing of the memory cell in which “1” is written. 2 data batch detection MOS transistor unit (Qn13C,
Qn13D, in FIG. 18, Qn37, Qn38) is a circuit for detecting the end of writing of the memory cell in which "2" is written.

【0126】メモリセルの書き込みデータは第4及び第
5の実施形態と同様にすればよい。第4及び第5の実施
形態と同様に、RENDB1は全てのデータの書き込み
終了を検知する信号、RENDB2は“1”書き込みす
るメモリセルが十分に書き込まれたかを検知する信号で
ある。
The write data of the memory cell may be the same as in the fourth and fifth embodiments. Similar to the fourth and fifth embodiments, RENDB1 is a signal for detecting the end of writing of all data, and RENDB2 is a signal for detecting whether or not a memory cell for writing "1" is sufficiently written.

【0127】そして、RENDB4が“2”書き込みす
るメモリセルが十分に書き込まれたかを検知する信号で
ある。“2”書き込みメモリセルに対する書き込み終了
一括検知は、第4及び第5の実施形態で記している、
“1”書き込みメモリセルに対する書き込み終了一括検
知とほぼ同様に行えば良い。
Then, RENDB4 is a signal for detecting whether or not the memory cell for writing "2" is sufficiently written. The write completion batch detection for the "2" write memory cell is described in the fourth and fifth embodiments.
This may be performed almost in the same manner as the batch completion detection of the "1" write memory cells.

【0128】まず、一括検知に先立ち、RENDB4を
定電位にプリチャージする。“2”書き込みするメモリ
セルではN3は“H”なので、図17のMOSトランジ
スタQn13D (図18ではQn38)はオンする。第4及
び第5の実施形態で記しているように、“2”書き込み
が終了した場合には、“2”書き込みするメモリセルの
N1が“L”になるので図17のQn13C (図18では
Qn37)は“OFF”し、RENDB4はプリチャージ
電位を保つ。一方“2”書き込み不十分ならば、“2”
書き込みするメモリセルのN1は“H”なので、図17
のQn13C (図18ではQn37)は“ON”しREND
B4はプリチャージ電位から放電する。一方、“0”書
き込みするメモリセルではN1は“L”なので図17の
Qn13C(図18ではQn37)がオフし、RENDB4
はプリチャージ電位を保つ。“1”書き込みするメモリ
セルでは、書き込み十分、不十分に拘わらずN3が
“L”なので、RENDB4はプリチャージ電位を保
つ。
First, prior to collective detection, RENDB4 is precharged to a constant potential. Since N3 is "H" in the memory cell in which "2" is written, the MOS transistor Qn13D (Qn38 in FIG. 18) of FIG. 17 is turned on. As described in the fourth and fifth embodiments, when the "2" write is completed, N1 of the memory cell to which the "2" write is performed becomes "L". Therefore, Qn13C in FIG. 17 (in FIG. 18, Qn37) turns "OFF", and RENDB4 maintains the precharge potential. On the other hand, if "2" is not sufficiently written, "2"
Since N1 of the memory cell to be written is “H”, FIG.
Qn13C (Qn37 in Fig. 18) turns "ON" and REND
B4 is discharged from the precharge potential. On the other hand, since N1 is "L" in the memory cell for writing "0", Qn13C (Qn37 in FIG. 18) of FIG. 17 is turned off, and RENDB4
Keeps the precharge potential. In the memory cell in which "1" is written, N3 is "L" regardless of whether the writing is sufficient or insufficient, so that RENDB4 maintains the precharge potential.

【0129】以上のように、RENDB4を検出するこ
とにより、“2”書き込みメモリセルが十分に書き込ま
れたかを検知することができる。書き込み動作の概要
は、第2の実施形態のように行えば良い。
As described above, by detecting RENDB4, it is possible to detect whether the "2" write memory cell has been sufficiently written. The write operation may be outlined as in the second embodiment.

【0130】[実施形態7]本発明では、ビット線制御
回路に接続するデータ一括検知用MOSトランジスタユ
ニットによって、多値メモリセルに書き込みを行う際
に、例えば“1”書き込みするメモリセルの書き込み終
了や、“2”書き込みするメモリセルの書き込み終了を
検知することができる。このデータ一括検知用MOSト
ランジスタユニットを用いれば、最初の書き込みデータ
を検知して、例えば3値メモリセルで、そもそも“1”
書き込みデータがない場合には、最初から“1”書き込
みのベリファイリードを省略できる。
[Embodiment 7] According to the present invention, when data is written to a multi-valued memory cell by a data batch detection MOS transistor unit connected to a bit line control circuit, for example, writing of "1" to a memory cell is completed. Alternatively, it is possible to detect the end of writing of the memory cell in which “2” is written. If this data batch detection MOS transistor unit is used, the first write data is detected and, for example, in a ternary memory cell, "1"
If there is no write data, the verify read of "1" write can be omitted from the beginning.

【0131】前記図17を用いて説明すると、ビット線
制御回路に書き込みデータを入力するに先だって、RE
NDB2,RENDB4をプリチャージする。その後、
インバータCI1,CI2,CI3,CI4で構成され
るラッチにデータがロードされる。
Explaining with reference to FIG. 17, the RE before inputting the write data to the bit line control circuit.
Precharge NDB2 and RENDB4. afterwards,
Data is loaded into a latch formed of inverters CI1, CI2, CI3, CI4.

【0132】書き込みデータに“1”がない場合には、
N1,N2の少なくとも一方は“L”になり、Qn13B
又はQn13A の少なくとも一方は“OFF”になるので
RENDB2はプリチャージ電位を保つ。書き込みデー
タ“1”のビット線制御回路では、データラッチ時にN
1,N2共に“H”になるので、RENDB2はプリチ
ャージ電位から放電される。
When there is no "1" in the write data,
At least one of N1 and N2 becomes "L", and Qn13B
Alternatively, since at least one of Qn13A is turned "OFF", RENDB2 maintains the precharge potential. In the bit line control circuit for write data “1”, the data is latched at N
Since both 1 and N2 become "H", RENDB2 is discharged from the precharge potential.

【0133】このようにRENDB2の電位を検出する
ことにより、“1”書き込みデータがあるか否かを検出
でき、“1”書き込みデータがない場合には、最初のベ
リファイリードから“1”書き込みが十分に行われたか
を調べるベリファイリードを行わないようにすればよ
い。
By detecting the potential of RENDB2 in this way, it is possible to detect whether or not there is "1" write data. When there is no "1" write data, "1" write is performed from the first verify read. It suffices not to perform the verify read that checks whether the operation has been performed sufficiently.

【0134】同様に、データロード前にRENDB4を
プリチャージし、そしてビット線制御回路のデータロー
ドした後に、RENDB4の電位を検出することによ
り、“2”書き込みデータがあるか否かを検出すること
ができる。つまり、“2”書き込みデータがない場合に
はRENDB4はプリチャージ電位を保ち、“2”書き
込みデータがある場合には、RENDB4はプリチャー
ジ電位から放電される。このRENDB4の電位を検出
すればよい。つまり、RENDB4が放電されている場
合には、最初のベリファイリードから“2”書き込みが
十分に行われたかを調べるベリファイリードを行わない
ようにすればよい。このように不要なベリファイリード
を省略することによって、書き込み時間全体を短縮する
ことができる。
Similarly, it is possible to precharge RENDB4 before data loading, detect the potential of RENDB4 after loading the data of the bit line control circuit, and detect whether or not there is "2" write data. You can In other words, when there is no "2" write data, RENDB4 maintains the precharge potential, and when there is "2" write data, RENDB4 is discharged from the precharge potential. The potential of this RENDB4 may be detected. That is, when RENDB4 is discharged, the verify read for checking whether "2" has been sufficiently written from the first verify read is not performed. By thus omitting unnecessary verify read, the entire write time can be shortened.

【0135】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
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。本発明が適用できる
のは、実施形態に記したNAND型EEPROMや、N
OR型EEPROMのみならず、AND型(K.Kume et
al. ;IEDM Tech. Dig., Dec. 1992, pp.991-993 )や、
DINOR型(S.Kobayashi et al. ;ISSCC Tech. Di
g., 1995, pp.122)、や仮想グランド型アレイ(R.Ceme
a et al. ;ISSCC Tech. Dig., 1995, pp.126)でもよ
い。
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. The present invention can be applied to the NAND type EEPROM and the N type EEPROM described in the embodiment.
Not only OR type EEPROM but also AND type (K. Kume et
al.; IEDM Tech. Dig., Dec. 1992, pp.991-993),
DINOR type (S.Kobayashi et al .; ISSCC Tech. Di
g., 1995, pp.122), or virtual ground type array (R. Ceme
a et al .; ISSCC Tech. Dig., 1995, pp.126).

【0136】[実施形態8]本実施形態は、第3の実施
形態で説明した4値メモリセルをより具体化して説明し
たものである。
[Embodiment 8] In this embodiment, the four-valued memory cell described in the third embodiment is more concretely described.

【0137】書込み動作を示すフローチャートは前記図
3と同様である。本発明では、不要なベリファイリード
を省略することによって全体の書き込み時間を短縮す
る。即ち、最初の書き込み後、“3”書き込みが十分が
行われたか調べるベリファイリード第1サイクル、
“2”書き込みが十分に行われたかを調べるベリファイ
リード第2サイクル、及び“1”書き込みが十分に行わ
れたかを調べるベリファイリード第3サイクルが行われ
る。
The flowchart showing the write operation is the same as that shown in FIG. In the present invention, the entire write time is shortened by omitting unnecessary verify read. That is, after the first write, the verify read first cycle for checking whether "3" writing is sufficiently performed,
A verify read second cycle for checking whether "2" writing is sufficiently performed and a verify read third cycle for checking whether "1" writing is sufficiently performed.

【0138】“1”書き込みのメモリセルで書き込み不
十分のメモリセルがあると、再プログラムが行われる。
この再プログラムでは“2”書き込み不十分のメモリセ
ルや“3”書き込み不十分のメモリセルに対しても、書
き込みが行われる。
If there is a memory cell in which "1" has been written but the writing is insufficient, reprogramming is performed.
In this reprogramming, writing is also performed on a memory cell for which "2" writing is insufficient or for a "3" writing insufficient memory cell.

【0139】“1”書き込みするメモリセルが十分に書
き込みが行われた後では、もはや“1”書き込みが十分
行われたかを調べるベリファイリード第3サイクルは不
要なので、図3で示すように、“2”書き込みするメモ
リセルが十分に書き込みが行われるまで、再書き込み及
び、“3”書き込み十分か調べるベリファイリード第1
サイクル、“2”書き込み十分か調べるベリファイリー
ド第2サイクルが行われる。
After the memory cell to be written "1" is sufficiently written, the third verify read cycle for checking whether the "1" write is sufficiently performed is no longer necessary. Therefore, as shown in FIG. Verify read 1st time for rewriting and checking if "3" writing is sufficient until the memory cell for 2 "writing is sufficiently written.
In the cycle, a second verify read cycle is performed to check whether "2" writing is sufficient.

【0140】“2”書き込みするメモリセルが十分に書
き込みが行われた後では、もはや“2”書き込みが十分
行われたかを調べるベリファイリード第2サイクルは行
わない。つまり、図3で示すように、“3”書き込みす
るメモリセルが十分に書き込みが行われるまで、再書き
込み及び、“3”書き込み十分か調べるベリファイリー
ド第1サイクルのみが行われる。
After the memory cells to be "2" written have been sufficiently written, the second verify read cycle for checking whether the "2" writing has been sufficiently performed is no longer performed. That is, as shown in FIG. 3, rewriting and only the first verify read cycle in which it is checked whether "3" writing is sufficient are performed until the memory cells to be written "3" are sufficiently written.

【0141】以下では、本発明をNAND型EEPRO
Mの4値メモリセルに適用する場合の実施形態を説明す
る。
In the following, the present invention will be described as a NAND type EEPROM.
An embodiment in the case of being applied to the M 4-level memory cell will be described.

【0142】図21は、多値記憶式EEPROMの構成
を示している。メモリセルがマトリクス状に配置されて
構成されるメモリセルアレイ10に対して、メモリセル
を選択したり、制御ゲートに書き込み電圧及び読み出し
電圧を印加する制御ゲート・選択ゲート駆動回路20が
設けられる。制御ゲート・選択ゲート駆動回路20はア
ドレスバッファ50につながりアドレス信号を受ける。
データ回路30は、書き込みデータに保持したり、メモ
リセルのデータを読み出したりするための回路である。
データ回路30はデータ入出力バッファ40につなが
り、アドレスバッファ50からのアドレス信号を受け
る。データ入出力バッファ40は、EEPROM外部と
のデータ入出力制御を行う。
FIG. 21 shows the structure of a multi-value storage type EEPROM. A control gate / select gate drive circuit 20 for selecting a memory cell and applying a write voltage and a read voltage to a control gate is provided for a memory cell array 10 configured by arranging memory cells in a matrix. The control gate / select gate drive circuit 20 is connected to the address buffer 50 to receive an address signal.
The data circuit 30 is a circuit for holding write data and reading data in a memory cell.
The data circuit 30 is connected to the data input / output buffer 40 and receives an address signal from the address buffer 50. The data input / output buffer 40 controls data input / output with the outside of the EEPROM.

【0143】図22は、図21に見られるメモリセルア
レイ10とデータ回路30を示している。メモリセルM
1〜M4が直列に接続されNAND型セルを構成してい
る。その両端は、選択トランジスタS1,S2を介し
て、それぞれビット線BL、ソース線Vsに接続され
る。制御ゲートCGを共有するメモリセルM群は、“ペ
ージ”と呼ばれる単位を形成し、同時にデータ書き込み
・読み出しされる。また、4本の制御ゲートCG1〜C
G4に繋がるメモリセル群でブロックを形成する。“ペ
ージ”や“ブロック”は、制御ゲート・選択ゲート駆動
回路20によって選択される。各ビット線BL0A〜BL
mAには、データ回路30-0〜30-mが接続され、対応す
るメモリセルへの書き込みデータを一時的に記憶したり
する。この実施形態はオープン・ビット線配置なのでデ
ータ回路にはビット線BL0B〜BLmBも接続される。
FIG. 22 shows the memory cell array 10 and the data circuit 30 shown in FIG. Memory cell M
1 to M4 are connected in series to form a NAND type cell. Both ends thereof are connected to the bit line BL and the source line Vs via the selection transistors S1 and S2, respectively. The memory cells M group sharing the control gate CG form a unit called "page", and data is written / read at the same time. In addition, four control gates CG1 to C
A block is formed by the memory cell group connected to G4. The “page” or “block” is selected by the control gate / select gate drive circuit 20. Each bit line BL0A-BL
The data circuits 30-0 to 30-m are connected to the mA and temporarily store the write data to the corresponding memory cells. Since this embodiment has an open bit line arrangement, bit lines BL0B to BLmB are also connected to the data circuit.

【0144】図23は、メモリセルMに4つの書き込み
状態を設けることによって4値記憶する場合の、メモリ
セルMのしきい値電圧と4つの書き込み状態(4レベル
データ“0”,“1”,“2”,“3”)の関係を示し
ている。データ“0”の状態は消去後の状態と同じで、
例えば負のしきい値を持つ。“1”状態は、例えば0.
5Vから0.8Vの間のしきい値を持つ。“2”状態
は、例えば1.5Vから1.8Vの間のしきい値を持
つ。“3”状態は、例えば2.5Vから2.8Vの間の
しきい値を持つ。
FIG. 23 shows the threshold voltage of the memory cell M and four write states (four-level data "0", "1") in the case of storing four values by providing the memory cell M with four write states. , “2”, “3”). The state of data “0” is the same as the state after erasing,
For example, it has a negative threshold. The "1" state is, for example, 0.
It has a threshold between 5V and 0.8V. The "2" state has a threshold value between 1.5V and 1.8V, for example. The "3" state has a threshold value between 2.5V and 2.8V, for example.

【0145】メモリセルMの制御ゲートCGに、読み出
し電圧VCG2R を印加して、メモリセルが“ON”か“O
FF”かでメモリセルのデータが「“0”,“1”のい
ずれかか“2”,“3”のいずれか」を検出できる。続
けて、読み出し電圧VCG3R 、VCG1R を印加することでメ
モリセルのデータが完全に検出される。読み出し電圧VC
G1R ,VCG2R ,VCG3R は、例えばそれぞれ0V,1V,
2Vとされる。電圧VCG1V 、VCG2V 、VCG3V はベリファ
イ電圧と呼ばれ、データ書き込み時にはこれらベリファ
イ電圧を制御ゲートに印加してメモリセルMの状態を検
出し、十分書き込みが行われたか否かをチェックする。
例えば、それぞれ0.5V,1.5V,2.5Vとされ
る。
The read voltage VCG2R is applied to the control gate CG of the memory cell M to turn the memory cell "ON" or "O".
It is possible to detect "0", "1", "2", "3""in the memory cell data by" FF ". Then, by applying the read voltages VCG3R and VCG1R, the data in the memory cell is completely detected. Read voltage VC
G1R, VCG2R and VCG3R are, for example, 0V, 1V,
It is set to 2V. The voltages VCG1V, VCG2V and VCG3V are called verify voltages, and at the time of data writing, these verify voltages are applied to the control gate to detect the state of the memory cell M and check whether or not sufficient writing has been performed.
For example, they are set to 0.5V, 1.5V, and 2.5V, respectively.

【0146】図24はデータ回路を示している。データ
回路は2つのラッチ回路(第1のラッチ回路及び第2の
ラッチ回路)を含む。書き込みの際には、2ビットの書
き込みデータはこの2つのラッチ回路に蓄えられる。読
み出しの際には、読み出した4値データはこの2つのラ
ッチ回路に蓄えられ、その後IO1,IO2を介してチ
ップ外部に出力される。
FIG. 24 shows a data circuit. The data circuit includes two latch circuits (a first latch circuit and a second latch circuit). At the time of writing, 2-bit write data is stored in these two latch circuits. At the time of reading, the read four-valued data is stored in the two latch circuits and then output to the outside of the chip via IO1 and IO2.

【0147】512ビット(カラムアドレスA0 ,A1
,A2 ,…,A510 ,A511 )のデータを書き込み、
そして読み出す場合を例にとって説明する。
512 bits (column addresses A0, A1
, A2, ..., A510, A511)
The case of reading will be described as an example.

【0148】<書き込み>まず、先頭アドレスA0 の書
き込みデータは第1のラッチ回路RT1-0 に入力し、そ
して保持される。続いて、アドレスA1 ,A2 ,…,A
254 ,A255 の書き込みデータは、第1のラッチ回路R
T1-1 ,RT1-2 ,…,RT1-254 ,RT1-255 に入力
し、保持される。そしてアドレスA256 ,A257 ,…,
A510 ,A511 の書き込みデータは、第2のラッチ回路
RT2-0 ,RT2-1 ,…,RT2-254 ,RT2-255 に入
力し、保持される。その後、データ回路内の2つのラッ
チ回路に保持された2ビットの書き込みデータに従って
メモリセルに書き込みが行われる。
<Write> First, the write data at the head address A0 is input to and held in the first latch circuit RT1-0. Then, the addresses A1, A2, ..., A
The write data of 254 and A255 is the first latch circuit R.
.., RT1-254, RT1-255 are input and held. And the addresses A256, A257, ...,
The write data of A510 and A511 is input to the second latch circuits RT2-0, RT2-1, ..., RT2-254, RT2-255 and held therein. After that, writing is performed in the memory cell according to the 2-bit write data held in the two latch circuits in the data circuit.

【0149】もし、データが512ビットに満たない場
合には、データ回路内の第1のラッチ回路には書き込み
データが入力されるが、第2のラッチ回路には書き込み
データが入力されない。この場合には、メモリセルの書
き込み状態が、しきい値が低い“0”状態または“1”
状態になるように第2のラッチ回路に書き込みデータを
入力すればよい。
If the data is less than 512 bits, the write data is input to the first latch circuit in the data circuit, but the write data is not input to the second latch circuit. In this case, the writing state of the memory cell is "0" state or "1" with a low threshold value.
The write data may be input to the second latch circuit so that the state becomes the state.

【0150】<読み出し>読み出し手順を図25に示し
た。まず、読み出すメモリセルのワード線に“1”状態
と“2”状態の間の電圧Vp1を印加する。メモリセルが
導通状態になればメモリセルが“0”又は“1”であ
り、メモリセルが非導通状態になればメモリセルは
“2”又は“3”状態である。カラムアドレスA0 ,A
1 ,A2 ,…,A254 ,A255 に相当する読み出したデ
ータを第1のラッチ回路に保持する。
<Reading> The reading procedure is shown in FIG. First, the voltage Vp1 between the "1" state and the "2" state is applied to the word line of the memory cell to be read. When the memory cell is in the conductive state, the memory cell is "0" or "1", and when the memory cell is in the non-conductive state, the memory cell is in the "2" or "3" state. Column address A0, A
The read data corresponding to 1, A2, ..., A254, A255 is held in the first latch circuit.

【0151】次に、選択ワード線にVp2を印加すると、
メモリセルが“3”状態であるか、或いは“0”又は
“1”又は“2”状態であるかが分る。読み出したデー
タは第2のラッチ回路に保持する。この間に、第1のラ
ッチ回路に保持したデータ(カラムアドレスA0 ,A1
,A2 ,…,A254 ,A255 に相当)をIO1を介し
てチップ外部に出力する。
Next, when Vp2 is applied to the selected word line,
It is known whether the memory cell is in the "3" state, or the "0" or "1" or "2" state. The read data is held in the second latch circuit. During this period, the data held in the first latch circuit (column addresses A0, A1
, A2, ..., A254, A255) are output to the outside of the chip via IO1.

【0152】最後に、選択ワード線にVp3を印加する
と、メモリセルが“0”状態であるか、或いは“1”又
は“2”又は“3”であるかが分る。これによりメモリ
セルに蓄えられた2ビット情報が読み出される。カラム
アドレスA256 ,A257 ,…,A510 ,A511 に相当す
る読み出したデータを第2のラッチ回路に保持する。第
1のラッチ回路に保持されたカラムアドレスA0 ,A1
,A2 ,…,A254 ,A255 に相当するデータをチッ
プ外部に出力した後、第2のラッチ回路に保持されたカ
ラムアドレスA256 ,A257 ,…,A510 ,A511 に相
当するデータをIO2を介してチップ外部に出力する。
Finally, when Vp3 is applied to the selected word line, it is known whether the memory cell is in the "0" state, or "1" or "2" or "3". As a result, the 2-bit information stored in the memory cell is read. The read data corresponding to the column addresses A256, A257, ..., A510, A511 is held in the second latch circuit. Column addresses A0 and A1 held in the first latch circuit
, A2, ..., A254, A255 are output to the outside of the chip, and then the data corresponding to the column addresses A256, A257, ..., A510, A511 held in the second latch circuit is transferred to the chip via IO2. Output to the outside.

【0153】この読み出し方式では、最初にセンスをし
第1のラッチ回路にデータを保持した後に、すぐに読み
出しデータを外部に出力できるので、読み出し時間は従
来例よりも遥かに短くなり、2値メモリセルの場合とほ
ぼ同様になる。つまり、従来例ではワード線電圧を3回
変えてセンスした後に、データをチップ外部に出力した
が、本実施形態では最初にワードに所定の読み出し電圧
を印加してメモリセルを読み出した後にデータがチップ
外部に出力されるので、読み出しが高速化される。
In this read method, the read data can be output to the outside immediately after the data is first sensed and held in the first latch circuit. Therefore, the read time is much shorter than that of the conventional example, and the binary value is binary. It becomes almost the same as the case of the memory cell. That is, in the conventional example, the data is output to the outside of the chip after sensing by changing the word line voltage three times, but in the present embodiment, the data is not read after the memory cell is read by first applying the predetermined read voltage to the word. Since it is output to the outside of the chip, the reading speed is increased.

【0154】以下では、動作タイミング図を用いて詳細
に動作を説明する。
The operation will be described in detail below with reference to the operation timing chart.

【0155】図26が、データ回路3の具体例である。
本実施形態は、4値記憶を例に構成されている。nチャ
ネルMOSトランジスタQn21,Qn22,Qn23とpチ
ャネルMOSトランジスタQp9 ,Qp10,Qp11構成
されるフリップ・フロップFF1とnチャネルMOSト
ランジスタQn29,Qn30,Qn31とpチャネルMOS
トランジスタQp16,Qp17,Qp18で構成されるFF
2に、書き込み/読み出しデータをラッチする。また、
これらはセンスアンプとしても動作する。
FIG. 26 is a specific example of the data circuit 3.
The present embodiment is configured by taking four-value storage as an example. N-channel MOS transistors Qn21, Qn22, Qn23 and p-channel MOS transistors Qp9, Qp10, Qp11 composed of flip-flop FF1 and n-channel MOS transistors Qn29, Qn30, Qn31 and p-channel MOS
FF composed of transistors Qp16, Qp17, Qp18
2, write / read data is latched. Also,
These also operate as sense amplifiers.

【0156】フリップ・フロップFF1、FF2は、
「“0”書き込みをするか、“1”書き込みをするか、
“2”書き込みをするか、“3”書き込みをするか」を
書き込みデータ情報としてラッチし、メモリセルが
「“0”の情報を保持しているか、“1”の情報を保持
しているか、“2”の情報を保持しているか、“3”の
情報を保持しているか」を読み出しデータ情報としてセ
ンスしラッチする。
The flip-flops FF1 and FF2 are
"Whether writing" 0 "or writing" 1 ",
"2" write or "3" write "is latched as write data information, and whether the memory cell holds" 0 "information or" 1 "information, "Whether information" 2 "is held or information" 3 "is held" is sensed and latched as read data information.

【0157】データ入出力線IOA,IOBとフリップ
・フロップFF1は、nチャネルMOSトランジスタQ
n28,Qn27を介して接続される。データ入出力線IO
C,IODとフリップ・フロップFF2は、nチャネル
MOSトランジスタQn35,Qn36を介して接続され
る。
The data input / output lines IOA and IOB and the flip-flop FF1 are connected to the n-channel MOS transistor Q.
It is connected via n28 and Qn27. Data input / output line IO
C, IOD and flip-flop FF2 are connected via n-channel MOS transistors Qn35, Qn36.

【0158】データ入出力線IOA,IOB,IOC,
IODは、図21中のデータ入出力バッファ4にも接続
される。nチャネルMOSトランジスタQn27,Qn28
のゲートは、NAND論理回路G3とインバータI5で
構成されるカラムアドレスデコーダの出力に接続され
る。フリップ・フロップFF1に保持された読み出しデ
ータはCENB1が活性化されることにより、IOA及
びIOBに出力される。nチャネルMOSトランジスタ
Qn35,Qn36のゲートは、NAND論理回路G2とイ
ンバータI4で構成されるカラムアドレスデコーダの出
力に接続される。フリップ・フロップFF2に保持され
た読み出しデータはCENB2が活性化されることによ
り、IOC及びIODに出力される。
Data input / output lines IOA, IOB, IOC,
The IOD is also connected to the data input / output buffer 4 in FIG. n-channel MOS transistors Qn27, Qn28
The gate of is connected to the output of the column address decoder composed of the NAND logic circuit G3 and the inverter I5. The read data held in the flip-flop FF1 is output to IOA and IOB by activating CENB1. The gates of the n-channel MOS transistors Qn35 and Qn36 are connected to the output of the column address decoder composed of the NAND logic circuit G2 and the inverter I4. The read data held in the flip-flop FF2 is output to IOC and IOD when CENB2 is activated.

【0159】nチャネルMOSトランジスタQn26,Q
n34は、それぞれフリップ・フロップFF1,FF2を
信号ECH1,ECH2が“H”となってイコライズす
る。nチャネルMOSトランジスタQn24,Qn32は、
フリップ・フロップFF1,FF2とMOSキャパシタ
Qd1 の接続を制御する。nチャネルMOSトランジス
タQn25,Qn33は、フリップ・フロップFF1,FF
2とMOSキャパシタQd2の接続を制御する。
N-channel MOS transistors Qn26, Q
n34 equalizes the flip-flops FF1 and FF2 with the signals ECH1 and ECH2 being "H". The n-channel MOS transistors Qn24 and Qn32 are
It controls the connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd1. The n-channel MOS transistors Qn25 and Qn33 are flip-flops FF1 and FF.
2 and the MOS capacitor Qd2 are controlled.

【0160】pチャネルMOSトランジスタQp12C ,
Qp13C で構成される回路は、活性化信号VRFYBA
Cによって、フリップ・フロップFF1のデータに応じ
て、MOSキャパシタQd1 のゲート電圧を変更する。
pチャネルMOSトランジスタQp14C ,Qp15C で構
成される回路は、活性化信号VRFYBBCによって、
フリップ・フロップFF1のデータに応じて、MOSキ
ャパシタQd2 のゲート電圧を変更する。pチャネルM
OSトランジスタQp12C ,Qp19C ,Qp20C で構成
される回路は、活性化信号VRFYBA2Cによって、
フリップ・フロップFF1及びFF2のデータに応じ
て、MOSキャパシタQd1 のゲート電圧を変更する。
P-channel MOS transistor Qp12C,
The circuit composed of Qp13C is the activation signal VRFYBA.
C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF1.
The circuit composed of the p-channel MOS transistors Qp14C and Qp15C is activated by the activation signal VRFYBBC.
The gate voltage of the MOS capacitor Qd2 is changed according to the data of the flip-flop FF1. p channel M
The circuit composed of the OS transistors Qp12C, Qp19C and Qp20C is changed by the activation signal VRFYBA2C.
The gate voltage of the MOS capacitor Qd1 is changed according to the data of the flip-flops FF1 and FF2.

【0161】pチャネルMOSトランジスタQp14C ,
Qp21C ,Qp22C で構成される回路は、活性化信号V
RFYBB2Cによって、フリップ・フロップFF1及
びFF2のデータに応じて、MOSキャパシタQd2 の
ゲート電圧を変更する。nチャネルMOSトランジスタ
Qn1C ,Qn2Cで構成される回路は、活性化信号VRF
YBA1Cによって、フリップ・フロップFF2のデー
タに応じて、MOSキャパシタQd1 のゲート電圧を変
更する。nチャネルMOSトランジスタQn3C,Qn4C
で構成される回路は、活性化信号VRFYBB1Cによ
って、フリップ・フロップFF2のデータに応じて、M
OSキャパシタQd2 のゲート電圧を変更する。
P channel MOS transistor Qp14C,
The circuit composed of Qp21C and Qp22C has an activation signal V
RFYBB2C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 according to the data of the flip-flops FF1 and FF2. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn1C and Qn2C has an activation signal VRF.
The YBA 1C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF2. n-channel MOS transistor Qn3C, Qn4C
The circuit constituted by M is responsive to the data of the flip-flop FF2 by the activation signal VRFYBB1C.
The gate voltage of the OS capacitor Qd2 is changed.

【0162】MOSキャパシタQd1 ,Qd2 は、ディ
プリーション型nチャネルMOSトランジスタで構成さ
れ、ビット線容量より十分小さくされる。nチャネルM
OSトランジスタQn37は、信号PREAによってMO
SキャパシタQd1 を電圧VAに充電する。nチャネル
MOSトランジスタQn38は、信号PREBによってM
OSキャパシタQd2 を電圧VBに充電する。nチャネ
ルMOSトランジスタQn39,Qn40は、信号BLC
A,BLCBによって、データ回路30とビット線BL
a,BLbの接続をそれぞれ制御する。nチャネルMO
SトランジスタQn37,Qn38で構成される回路はビッ
ト線電圧制御回路を兼ねる。
The MOS capacitors Qd1 and Qd2 are composed of depletion type n-channel MOS transistors and are sufficiently smaller than the bit line capacitance. n channel M
The OS transistor Qn37 is switched to MO by the signal PREA.
The S capacitor Qd1 is charged to the voltage VA. The n-channel MOS transistor Qn38 is set to M by the signal PREB.
The OS capacitor Qd2 is charged to the voltage VB. The n-channel MOS transistors Qn39 and Qn40 are connected to the signal BLC.
The data circuit 30 and the bit line BL are controlled by A and BLCB.
The connection of a and BLb is controlled respectively. n-channel MO
The circuit composed of the S transistors Qn37 and Qn38 also serves as the bit line voltage control circuit.

【0163】nチャネルMOSトランジスタQn7C,Q
n8Cから構成される第1のデータ一括検知用MOSトラ
ンジスタユニットは“1”書き込みするメモリセルの書
き込み終了を検知する。nチャネルMOSトランジスタ
Qn9C,Qn10C から構成される第2のデータ一括検知
用MOSトランジスタユニットは“2”書き込みするメ
モリセルの書き込み終了を検知する。
N-channel MOS transistors Qn7C, Q
The first data batch detection MOS transistor unit composed of n8C detects the end of writing of the memory cell in which "1" is written. The second data batch detection MOS transistor unit composed of the n-channel MOS transistors Qn9C and Qn10C detects the end of writing of the memory cell to which "2" is written.

【0164】以下では、制御ゲートCG2Aが選択され
ている場合を示す。
In the following, the case where the control gate CG2A is selected is shown.

【0165】<読み出し動作>図27が本実施形態の読
み出し方法である。まず時刻tw1、電圧VA,VBがそ
れぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,
BLbはそれぞれ1.8V,1.5Vになる。次に、信
号PREA,PREBが“L”となって、ビット線BL
a,BLbはフローティングとなる。続いて、時刻tw2
に制御ゲート・選択ゲート駆動回路20によって選択さ
れたブロックの選択された制御ゲートCG2Aは1V、
非選択制御ゲートCG1A,CG3A,CG4Aと選択
ゲートSG1A,SG2AはVCCにされる。選択され
たメモリセルのしきい値が1V以下なら、ビット線電圧
は1.5Vより低くなる。選択されたメモリセルのしき
い値が1V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままと
なる。その後、信号SAN2,SAP2がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF2が非
活性化され、信号ECH2が“H”となってイコライズ
される。この後、時刻t3wに信号RV2A,RV2Bが
“H”となる。時刻tw4に再度、信号SAN2,SAP
2がそれぞれ“H”,“L”となることで、ノードN1
の電圧がセンスされラッチされる。これで、「メモリセ
ルのデータが“0”又は“1”か、或いは“2”又は
“3”か」がフリップ・フロップFF2によってセンス
され、その情報はラッチされる。
<Read Operation> FIG. 27 shows the read method of this embodiment. First, at time tw1, the voltages VA and VB become 1.8V and 1.5V, respectively, and the bit lines BLa and
BLb becomes 1.8V and 1.5V, respectively. Next, the signals PREA and PREB become "L", and the bit line BL
a and BLb become floating. Then, time tw2
The selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / select gate drive circuit 20 is 1V,
The non-selection control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gates SG1A, SG2A are set to VCC. If the threshold value of the selected memory cell is 1 V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5 V. If the threshold value of the selected memory cell is 1 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. After that, the signals SAN2 and SAP2 become "L" and "H", respectively, to inactivate the flip-flop FF2, and the signal ECH2 becomes "H" and are equalized. After that, the signals RV2A and RV2B become "H" at the time t3w. At time tw4, the signals SAN2 and SAP are again displayed.
2 becomes "H" and "L" respectively, so that the node N1
Are sensed and latched. Thus, "whether the data in the memory cell is" 0 "or" 1 "or" 2 "or" 3 "" is sensed by the flip-flop FF2 and the information is latched.

【0166】フリップ・フロップFF2に保持されたデ
ータは時刻tw5にCENB2が活性化されることによ
り、チップ外部に出力される。
The data held in the flip-flop FF2 is output to the outside of the chip when CENB2 is activated at time tw5.

【0167】次に、メモリセルのしきい値が0V以上か
或いは、0V以下かが判定される。時刻tw5にビット線
BLaが1.8Vに、ダミービット線BLbが1.5V
にプリチャージされ、その後フローティングにされる。
その後、時刻tw6に選択された制御ゲートが0Vにされ
る。選択されたメモリセルのしきい値が0V以下なら、
ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択されたメモ
リセルのしきい値が0V以上なら、ビット線電圧は1.
8Vのままとなる。信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、時刻tw7に信号RV1A、RV1Bが
“H”となる。時刻tw8に信号SAN1,SAP1がそ
れぞれ“H”,“L”となることで、ノードN1の電圧
がセンスされラッチされる。これで、「メモリセルのデ
ータが“0”か、或いは“1”又は“2”又は“3”
か」がフリップ・フロップFF1によってセンスされ、
その情報はラッチされる。この時のフリップフロップF
F1,FF2のノードN3C,N5Cの電位は、下記の
(表7)のようになる。
Next, it is determined whether the threshold value of the memory cell is 0V or higher or 0V or lower. At time tw5, the bit line BLa is set to 1.8V and the dummy bit line BLb is set to 1.5V.
It is precharged to and then floated.
After that, the control gate selected at time tw6 is set to 0V. If the threshold of the selected memory cell is 0V or less,
The bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold voltage of the selected memory cell is 0 V or higher, the bit line voltage is 1.
It remains at 8V. The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and is equalized. After that, the signals RV1A and RV1B become "H" at time tw7. At time tw8, the signals SAN1 and SAP1 become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. Now, "the data of the memory cell is" 0 ", or" 1 "or" 2 "or" 3 "
Is sensed by flip-flop FF1,
That information is latched. Flip-flop F at this time
The potentials of the nodes N3C and N5C of F1 and FF2 are as shown in (Table 7) below.

【0168】[0168]

【表7】 [Table 7]

【0169】最後に、メモリセルに書き込まれたデータ
が「“0”又は“1”又は“2”か、或いは“3”か」
がセンスされる。時刻tw9にビット線BLaが1.8V
に、ダミービット線BLbが1.5Vにプリチャージさ
れ、その後フローティングにされる。その後、時刻tw1
0 に選択された制御ゲートが2Vにされる。選択された
メモリセルのしきい値が2V以下なら、ビット線電圧は
1.5Vより低くなる。選択されたメモリセルのしきい
値が2V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとな
る。時刻tw11 にVRFYBA2Cが0Vになる。
Finally, the data written in the memory cell is "whether" 0 "or" 1 "or" 2 "or" 3 "".
Is sensed. Bit line BLa is 1.8 V at time tw9
Then, the dummy bit line BLb is precharged to 1.5V, and then floated. After that, time tw1
The control gate selected to 0 is brought to 2V. If the threshold of the selected memory cell is less than 2V, the bit line voltage will be less than 1.5V. If the threshold voltage of the selected memory cell is 2V or higher, the bit line voltage remains 1.8V. VRFYBA2C becomes 0V at time tw11.

【0170】(表7)から分るように、ノードN5Cが
“Low level ”及びノードN3Cが“High level”(つ
まりノードN4Cが“Low level ”)になるのは“1”
データの場合のみである。従って“1”データの場合の
みpチャネルMOS トランジスタQp12C ,Qp19C ,Q
p20C がオンし、ノードN1がVCCになる。
As can be seen from (Table 7), it is "1" that the node N5C becomes "Low level" and the node N3C becomes "High level" (that is, the node N4C becomes "Low level").
Only for data. Therefore, the p-channel MOS transistors Qp12C, Qp19C, Q only when the data is "1"
p20C turns on, and the node N1 becomes VCC.

【0171】その後、信号SAN1,SAP1がそれぞ
れ“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が
非活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライ
ズされる。この後時刻tw12 に、信号RV1A,RV1
Bが“H”となる。時刻tw13 に再度、信号SAN1,
SAP1がそれぞれ“H”,“L”となることで、ノー
ドN1の電圧がセンスされラッチされる。これで、「メ
モリセルのデータが“0”又は“1”又は“2”である
か、或いは“3”か」がフリップ・フロップFF1によ
ってセンスされ、その情報はラッチされる。
After that, the signals SAN1 and SAP1 are set to "L" and "H", respectively, to inactivate the flip-flop FF1, and the signal ECH1 is set to "H" and equalized. After this, at time tw12, the signals RV1A, RV1
B becomes "H". At time tw13, the signals SAN1,
When SAP1 becomes “H” and “L”, respectively, the voltage of the node N1 is sensed and latched. Then, "whether the data in the memory cell is" 0 "," 1 "," 2 ", or" 3 "" is sensed by the flip-flop FF1 and the information is latched.

【0172】フリップ・フロップFF1に保持されたデ
ータは時刻tw14 にCENB1が活性化されることによ
り、チップ外部に出力される。
The data held in the flip-flop FF1 is output to the outside of the chip by activating CENB1 at time tw14.

【0173】以上の読み出し動作の結果、4値のデータ
が下記の(表8)のようにフリップフロップFF1,F
F2にラッチされる。
As a result of the above read operation, the four-valued data are flip-flops FF1, F as shown in (Table 8) below.
Latched to F2.

【0174】[0174]

【表8】 [Table 8]

【0175】(表8)中の各データのしきい値分布は数
の通りである。
The threshold distribution of each data in (Table 8) is as follows.

【0176】データ“0”・・・しきい値:0V以下 データ“1”・・・しきい値0.5V以上0.8V以下 データ“2”・・・しきい値1.5V以上1.8V以下 データ“3”・・・しきい値2.5V以上2.8V以下 読み出し中、信号VRFYBAC,VRFYBBCは
“H”、信号VRFYBA1C,VRFYBB1Cは
“L”である。また、電圧Vsは0Vとする。
Data "0" ... Threshold value: 0 V or less Data "1" ... Threshold value 0.5 V or more and 0.8 V or less Data "2" ... Threshold value 1.5 V or more 8V or less Data "3" ... Threshold value 2.5V or more and 2.8V or less During reading, the signals VRFYBAC and VRFYBBC are "H", and the signals VRFYBA1C and VRFYBB1C are "L". The voltage Vs is 0V.

【0177】メモリセルに記憶されているデータ、しき
い値、データ入出力線IOA,IOB,IOC,IOD
に読み出し後に出力されるレベルの関係は(表8)の通
りである。
Data stored in memory cells, threshold values, data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD
The relationship between the levels output after the reading is shown in Table 8.

【0178】<書き込み動作>まず、書き込みデータが
フリップフロップFF1,FF2にロードされる。その
後、“1”データ、“2”データ及び“3”データがほ
ぼ同時に書き込まれる。そして“1”データ、“2”デ
ータ、“3”データが十分書き込まれたかを調べるベリ
ファイリードが行われ、書き込み不十分のメモリセルが
ある場合には、再書き込みが行われる。全てのメモリセ
ルが十分に書き込まれることを、書き込み終了検知回路
が検知することにより書き込みが終了する。
<Write Operation> First, write data is loaded into the flip-flops FF1 and FF2. After that, "1" data, "2" data and "3" data are written almost at the same time. Then, verify read is performed to check whether "1" data, "2" data, and "3" data have been sufficiently written, and if there is an insufficiently written memory cell, rewriting is performed. Writing is completed when the write completion detection circuit detects that all memory cells are sufficiently programmed.

【0179】以下ではまずプログラムについて説明し、
次にベリファイリードについて説明する。
In the following, the program will be described first,
Next, the verify read will be described.

【0180】(1) プログラム 書き込み動作前に、入力されたデータは、データ入出力
バッファ4で変換されて、データ回路3に入力される。
4値データとデータ入出力線IOA,IOB,IOC,
IODの関係は下記の(表9)の通りである。
(1) Before the program write operation, the input data is converted by the data input / output buffer 4 and input to the data circuit 3.
4-value data and data input / output lines IOA, IOB, IOC,
The IOD relationship is as shown in (Table 9) below.

【0181】[0181]

【表9】 [Table 9]

【0182】その際に、データ回路は256個あるとす
ると(つまりページ長が256であるとすると)、入力
した最初の256ビットの書き込みデータは、カラム活
性化信号CENB1が“H”で、IOA,IOBを介し
てフリップ・フロップFF1に入力する。そして、外部
から入力した256ビット以降の書き込みデータは、カ
ラム活性化信号CENB2が“H”で、IOC,IOD
を介してフリップ・フロップFF2に入力する。
At this time, assuming that there are 256 data circuits (that is, assuming that the page length is 256), the first 256-bit write data that was input is IOA when the column activation signal CENB1 is "H". , IOB to the flip-flop FF1. When the column activation signal CENB2 is "H", write data of 256 bits or more input from the outside is IOC, IOD.
Via flip-flop FF2.

【0183】(表8)(表9)から分るように、IO
A,IOBを介してフリップ・フロップ1に入力され、
書き込みが行われたデータは、読み出しの際にはフリッ
プ・フロップ2に読み出しデータが出力され、その後、
IOC,IODを介してチップ外部に出力される。つま
り、IOAから書き込みデータが入力されるデータに関
しては、IODから読み出しデータ出力するようにデー
タ入出力バッファでデータ制御を行えばよい。同様に、
IOBから書き込みデータが入力されるデータに関して
は、IOCから読み出しデータ出力するようにデータ入
出力バッファでデータ制御を行えばよい。
As can be seen from (Table 8) and (Table 9), IO
Input to the flip-flop 1 via A and IOB,
Regarding the written data, the read data is output to the flip-flop 2 at the time of reading, and then,
It is output to the outside of the chip via IOC and IOD. That is, for the data to which the write data is input from the IOA, the data control may be performed by the data input / output buffer so that the read data is output from the IOD. Similarly,
Regarding the data to which the write data is input from the IOB, the data control may be performed by the data input / output buffer so that the read data is output from the IOC.

【0184】一方、IOC,IODを介してフリップ・
フロップ2に入力され、書き込みが行われたデータは、
読み出しの際にはフリップ・フロップ1に読み出しデー
タが出力され、その後、IOB,IOAを介してチップ
外部に出力される。つまり、IOCから書き込みデータ
が入力されるデータに関しては、IOBから読み出しデ
ータ出力するようにデータ入出力バッファでデータ制御
を行えばよい。同様に、IODから書き込みデータが入
力されるデータに関しては、IOAから読み出しデータ
出力するようにデータ入出力バッファでデータ制御を行
えばよい。
On the other hand, flips through IOC and IOD.
The data input to the flop 2 and written is
At the time of reading, read data is output to the flip-flop 1 and then output to the outside of the chip via IOB and IOA. That is, for the data to which the write data is input from the IOC, the data control may be performed by the data input / output buffer so that the read data is output from the IOB. Similarly, for the data to which the write data is input from the IOD, the data input / output buffer may control the data so that the read data is output from the IOA.

【0185】書き込み動作は図28に示されている。時
刻t1sに電圧VAがビット線書き込み制御電圧1Vとな
ってビット線BLaが1Vとされる。nチャネルMOS
トランジスタQn39のしきい値分の電圧降下分が問題に
なるときは、信号BLCAを昇圧すればよい。続いて、
信号PREが“L”となってビット線がフローティング
にされる。次に、時刻t2sに信号RV2Aが1.5Vと
される。これによって、データ“1”又は“3”が保持
されているデータ回路からはビット線制御電圧0Vがビ
ット線に印加される。nチャネルMOSトランジスタQ
n32のしきい値を1Vとすると、“0”又は“2”書き
込み時にはnチャネルMOSトランジスタQn32は“O
FF”、“1”又は“3”書き込み時には“ON”とな
る。その後、時刻t3sにVRFYBACが0Vになり、
データ“0”又はデータ“1”が保持されているデータ
回路からはビット線書き込み制御電圧VCCがビット線
に出力される。
The write operation is shown in FIG. At time t1s, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 1V and the bit line BLa becomes 1V. n-channel MOS
When the voltage drop corresponding to the threshold value of the transistor Qn39 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted. continue,
The signal PRE becomes "L" and the bit line is floated. Next, at time t2s, the signal RV2A is set to 1.5V. As a result, the bit line control voltage 0V is applied to the bit line from the data circuit holding the data "1" or "3". n channel MOS transistor Q
Assuming that the threshold value of n32 is 1V, the n-channel MOS transistor Qn32 is "O" when "0" or "2" is written.
It becomes “ON” when writing FF ”,“ 1 ”or“ 3. ”After that, VRFYBAC becomes 0V at time t3s,
The bit line write control voltage VCC is output to the bit line from the data circuit that holds the data “0” or the data “1”.

【0186】そして、時刻t1sにVRFYBA2Cが0
Vになり、データ“1”が保持されているデータ回路か
らはV1を介してビット線“1”書き込み電位2Vがビ
ット線に出力される。その結果、“0”書き込みするビ
ット線はVCC、“1”書き込みするビット線は2V,
“2”書き込みするビット線は1V、“3”書き込みす
るビット線は0Vになる。
Then, at time t1s, VRFYBA2C becomes 0.
The voltage V becomes V, and the data line holding the data “1” outputs the bit line “1” write potential 2V to the bit line via V1. As a result, the bit line for writing “0” is VCC, the bit line for writing “1” is 2V,
The bit line for writing "2" becomes 1V, and the bit line for writing "3" becomes 0V.

【0187】時刻t4sに制御ゲート・選択ゲート駆動回
路2によって、選択されたブロックの選択ゲートSG1
A、制御ゲートCG1A〜CG4AがVCCとなる。選
択ゲートSG2Aは0Vである。次に、選択された制御
ゲートCG2Aが高電圧VPP(例えば20V)、非選
択制御ゲートCG1A,CG3A,CG4AがVM(例
えば10V)となる。データ“3”が保持されているデ
ータ回路に対応するメモリセルでは、0Vのチャネル電
位と制御ゲートのVPPの電位差によって、浮遊ゲート
に電子が注入されしきい値が上昇する。
At time t4s, the select gate SG1 of the block selected by the control gate / select gate drive circuit 2 is selected.
A, the control gates CG1A to CG4A become VCC. The selection gate SG2A is at 0V. Next, the selected control gate CG2A becomes the high voltage VPP (for example, 20V), and the non-selected control gates CG1A, CG3A, and CG4A become VM (for example, 10V). In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “3”, electrons are injected into the floating gate due to the potential difference between the channel potential of 0 V and VPP of the control gate, and the threshold value rises.

【0188】データ“2”が保持されているデータ回路
に対応するメモリセルでは、1Vのチャネル電位と制御
ゲートのVPPの電位差によって、浮遊ゲートに電子が
注入されしきい値が上昇する。データ“1”が保持され
ているデータ回路に対応するメモリセルでは、2Vのチ
ャネル電位と制御ゲートのVPPの電位差によって、浮
遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。“2”
書き込みの場合のチャネル電位を1V、“1”書き込み
の場合のチャネル電位を2Vにしているのは、電子の注
入量を“3”データ書き込みの場合、“2”書き込みの
場合、“1”書き込みの場合の順番で少なくするためあ
る。
In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data "2", electrons are injected into the floating gate due to the potential difference between the channel potential of 1 V and VPP of the control gate, and the threshold value rises. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “1”, electrons are injected into the floating gate and the threshold value rises due to the potential difference between the channel potential of 2V and VPP of the control gate. "2"
The channel potential in the case of writing is set to 1V and the channel potential in the case of writing "1" is set to 2V because the electron injection amount is "3" when writing data, "2" writing, and "1" writing. In order to reduce the number of cases.

【0189】データ“0”が保持されているデータ回路
に対応するメモリセルでは、チャネル電位と制御ゲート
のVPPの電位差が小さいため、実効的には浮遊ゲート
に電子は注入されない。よって、メモリセルのしきい値
は変動しない。書き込み動作中、信号SAN1,SAN
2,PREB,BLCBは“H”、信号SAP1,SA
P2,VRFYBA1C,RV1A,RV1B,RV2
B,ECH1,ECH2は“L”、電圧VBは0Vであ
る。
In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data "0", the potential difference between the channel potential and VPP of the control gate is small, so that electrons are not effectively injected into the floating gate. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change. During the write operation, signals SAN1 and SAN
2, PREB, BLCB are "H", signals SAP1, SA
P2, VRFYBA1C, RV1A, RV1B, RV2
B, ECH1 and ECH2 are "L", and the voltage VB is 0V.

【0190】(2) ベリファイリード 書き込み動作後、書き込みが充分に行われたかを検出す
る(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい値に達
していれば、データ回路のデータを“0”に変更する。
もし、所望のしきい値に達していなければ、データ回路
のデータを保持して再度書き込み動作を行う。書き込み
動作と書き込みベリファイは全ての“1”書き込みする
メモリセル、“2”書き込みするメモリセル及び“3”
書き込みするメモリセルが所望のしきい値に達するまで
繰り返される。
(2) Verify Read After the write operation, it is detected whether or not the write is sufficiently performed (write verify). If the desired threshold value is reached, the data in the data circuit is changed to "0".
If the desired threshold value has not been reached, the data in the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and the write verify are all "1" write memory cells, "2" write memory cells and "3".
This is repeated until the memory cell to be written reaches a desired threshold value.

【0191】但し、図3に示したように、全ての“1”
書き込みするメモリセルが書き込み終了したと第1のデ
ータ一括検知用MOSトランジスタユニットが検知する
と、以後のベリファイリードでは“1”ベリファイリー
ドは省略する。同様に、全ての“2”書き込みするメモ
リセルが書き込み終了したと第2のデータ一括検知用M
OSトランジスタユニットが検知すると、以後のベリフ
ァイリードでは“2”ベリファイリードは省略する。
However, as shown in FIG. 3, all "1"
When the first data batch detection MOS transistor unit detects that the writing of the memory cell to be written is completed, the "1" verify read is omitted in the subsequent verify read. Similarly, when all the memory cells for writing “2” have been written, the second data batch detection M
When detected by the OS transistor unit, the "2" verify read is omitted in the subsequent verify read.

【0192】図29及び図30を用いて、この書き込み
ベリファイ動作を説明する。
This write verify operation will be described with reference to FIGS. 29 and 30.

【0193】(2−1)“1”ベリファイリード まず、“1”書き込みするメモリセルが所定のしきい値
に達しているかを検出する。
(2-1) "1" Verify Read First, it is detected whether the memory cell in which "1" is written has reached a predetermined threshold value.

【0194】時刻t1yc に、電圧VA,VBがそれぞれ
1.8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,BLb
はそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLCA,
BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキ
ャパシタQd1 、ビット線BLbとMOSキャパシタQ
d2 は切り離され、ビット線BLa,BLbはフローテ
ィングとなる。信号PREA,PREBが“L”となっ
て、MOSキャパシタQd1 ,Qd2 のゲート電極であ
るノードN1,N2はフローティング状態になる。
At time t1yc, the voltages VA and VB become 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and BLb.
Are 1.8V and 1.5V, respectively. The signal BLCA,
BLCB becomes "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1 and the bit line BLb and the MOS capacitor Q.
The d2 is separated, and the bit lines BLa and BLb become floating. The signals PREA and PREB become "L", and the nodes N1 and N2 which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2 are brought into a floating state.

【0195】続いて、制御ゲート・選択ゲート駆動回路
2によって選択されたブロックの選択された制御ゲート
CG2Aは0.5V、非選択制御ゲートCG1A,CG
3A,CG4Aと選択ゲートSG1A,SG2AはVC
Cにされる。選択されたメモリセルのしきい値が0.5
V以下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選
択されたメモリセルのしきい値が0.5V以上なら、ビ
ット線電圧は1.8Vのままとなる。
Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is 0.5 V, and the non-selected control gates CG1A, CG
3A, CG4A and select gates SG1A, SG2A are VC
It is set to C. The threshold value of the selected memory cell is 0.5
Below V, the bit line voltage will be below 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V.

【0196】時刻t2yc に、信号BLCA,BLCBが
“H”とされ、ビット線の電位がN1,N2に転送され
る。その後、信号BLCA,BLCBが“L”となっ
て、ビット線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット
線BLbとMOSキャパシタQd2は切り離される。こ
の後、時刻t3yc にRV1Aが1.5Vになり、“2”
書き込みの場合および“3”書き込みの場合には、ノー
ドN1が0Vに放電される。時刻t4yc に信号VRFY
BA1Cが“H”となると、“0”又は“2”書き込み
データが保持されているデータ回路では、nチャネルM
OSトランジスタQn2 が“ON”であり、ノードN1
はVCCとなる。その結果、ノードN1は“0”書き込
み又は“2”書き込みの場合にはVCC,“3”書き込
みの場合には0Vになる。
At time t2yc, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1 are separated from the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2. After this, at time t3yc, RV1A becomes 1.5V, which is "2".
In the case of writing and in the case of writing "3", the node N1 is discharged to 0V. Signal VRFY at time t4yc
When BA1C becomes “H”, in the data circuit holding the “0” or “2” write data, the n-channel M
The OS transistor Qn2 is "ON", and the node N1
Becomes VCC. As a result, the node N1 becomes VCC when writing "0" or "2" and becomes 0 V when writing "3".

【0197】信号SAN2,SAP2がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF2が非
活性化され、信号ECH2が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV2A,RV2Bが“H”とな
る。再度、信号SAN2,SAP2がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t5yc にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“1”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが十分“1”書き込み状態となったか否かを検
出する。
The signals SAN2 and SAP2 become "L" and "H", respectively, to inactivate the flip-flop FF2, and the signal ECH2 becomes "H" and are equalized. Thereafter, the signals RV2A and RV2B become "H". Again, the signals SAN2, SAP2 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t5yc. Thus, only the data circuit holding the "1" write data detects whether or not the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the "1" write state.

【0198】メモリセルのデータが“1”であれば、フ
リップ・フロップFF2でノードN1の電圧をセンスし
ラッチすることで書き込みデータは“0”に変更され
る。メモリセルのデータが“1”でなければ、フリップ
・フロップFF1でノードN2の電圧をセンスしラッチ
することで書き込みデータは“1”に保持される。
“0”又は“2”又は“3”書き込みデータを保持して
いるデータ回路の書き込みデータは変更されない。
If the data in the memory cell is "1", the write data is changed to "0" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF2. If the data in the memory cell is not "1", the write data is held at "1" by sensing and latching the voltage of the node N2 by the flip-flop FF1.
The write data of the data circuit holding the "0" or "2" or "3" write data is not changed.

【0199】“1”書き込みするメモリセルの書き込み
終了は、図26の第1のデータ一括検知用MOSトラン
ジスタユニットを用いて検知する。“1”ベリファイリ
ード後、まずRNDB1を例えばVCCプリチャージす
る。“0”又は“2”又は“3”データがラッチされて
いるデータ回路ではN3C及びN6Cの少なくとも一方
は“L”(表9参照)なのでnチャネルMOSトランジ
スタQn7C及びQn8Cの少なくとも一方はオフし、RN
DB1はプリチャージ電位から放電しない。
The end of writing of the memory cell to which "1" is written is detected by using the first data batch detection MOS transistor unit of FIG. After the "1" verify read, RNDB1 is first pre-charged to VCC, for example. In a data circuit in which "0", "2", or "3" data is latched, at least one of N3C and N6C is "L" (see Table 9), so at least one of n-channel MOS transistors Qn7C and Qn8C is turned off, RN
DB1 does not discharge from the precharge potential.

【0200】一方、“1”書き込みが不十分なメモリセ
ルが1つでもあると、そのデータ回路のノードN3C及
びN6Cは共に“H”(表9参照)なのでnチャネルM
OSトランジスタQn7CとQn8Cは共にオンし、RND
B1はプリチャージ電位から低下する。
On the other hand, if there is even one memory cell in which "1" is not sufficiently written, the nodes N3C and N6C of the data circuit are both "H" (see Table 9) and the n-channel M
Both OS transistors Qn7C and Qn8C are turned on, and RND
B1 drops from the precharge potential.

【0201】“1”書き込みするメモリセルが全て十分
に書き込まれると、ノードN6Cが“L”になる。従っ
て、データ回路30-0,30-1,…,30-m-1,30-m
内の第1のデータ一括検知用MOSトランジスタユニッ
ト内のノードN3C,N6Cの少なくとも一方がオフな
る。その結果、RNDB1はプリチャージ電位を保ち、
“1”書き込みの終了が検知される。“1”書き込みが
全て終了すると、以後のベリファイリードでは“1”ベ
リファイリードは省略する。
When all the memory cells to be written "1" are sufficiently written, the node N6C becomes "L". Therefore, the data circuits 30-0, 30-1, ..., 30-m-1, 30-m
At least one of the nodes N3C and N6C in the first data batch detection MOS transistor unit therein is turned off. As a result, RNDB1 maintains the precharge potential,
The end of writing "1" is detected. When all the "1" writes are completed, the "1" verify read is omitted in the subsequent verify read.

【0202】(2−2)“2”ベリファイリード “1”ベリファイリードと同様にビット線及びダミービ
ット線をプリチャージした後に、選択された制御ゲート
CG2Aが1.5Vにされる。選択されたメモリセルの
しきい値が1.5V以下なら、ビット線電圧は1.5V
より低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が1.
5V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとなる。
時刻t6yc に、信号BLCA,BLCBが“H”とさ
れ、ビット線の電位がN1,N2に転送される。その
後、信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1 、ビット線BLbと
MOSキャパシタQd2 は切り離される。この後時刻t
7yc に、信号RV2Aが例えばVCC以下の1.5Vと
される。
(2-2) "2" Verify Read As in the "1" verify read, after precharging the bit line and the dummy bit line, the selected control gate CG2A is set to 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 1.5V or less, the bit line voltage is 1.5V
Lower. The threshold value of the selected memory cell is 1.
If the voltage is 5V or higher, the bit line voltage remains 1.8V.
At time t6yc, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1 and the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. After this time t
At 7yc, the signal RV2A is set to 1.5V, which is lower than VCC, for example.

【0203】nチャネルMOSトランジスタQn32のし
きい値が1Vの場合、“3”書き込みデータが保持され
ているデータ回路ではnチャネルMOSトランジスタQ
n32は“ON”で、ノードN1は0Vとなる。“2”書
き込みデータが保持されているデータ回路で、メモリセ
ルが十分に“2”書き込みされている場合にはnチャネ
ルMOSトランジスタQn32は“OFF”で、ノードN
1は1.5V以上に保たれる。“2”書き込み不十分の
場合には、ノードN1は1.5V以下である。時刻t8y
c に信号VRFYBACが“L”となると、“0”又は
“1”書き込みデータが保持されているデータ回路で
は、pチャネルMOSトランジスタQp13が“ON”で
あり、ノードN1はVCCとなる。
When the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn32 is 1 V, the n-channel MOS transistor Qn is used in the data circuit holding the "3" write data.
n32 is "ON", and the node N1 is at 0V. In the data circuit holding the "2" write data, when the memory cell is sufficiently written "2", the n-channel MOS transistor Qn32 is "OFF" and the node N
1 is kept above 1.5V. When the "2" write is insufficient, the voltage at the node N1 is 1.5 V or less. Time t8y
When the signal VRFYBAC becomes "L" at c, the p-channel MOS transistor Qp13 is "ON" in the data circuit holding the "0" or "1" write data, and the node N1 becomes VCC.

【0204】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t9yc にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“2”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが十分“2”書き込み状態となったか否かを検
出する。
The signals SAN1 and SAP1 are set to "L" and "H", respectively, to inactivate the flip-flop FF1, and the signal ECH1 is set to "H" and equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t9yc. With this, only the data circuit holding the "2" write data detects whether or not the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the "2" write state.

【0205】メモリセルのデータが“2”であれば、フ
リップ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスし
ラッチすることで書き込みデータは“0”に変更され
る。メモリセルのデータが“2”でなければ、フリップ
・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッチ
することで書き込みデータは“2”に保持される。
“0”又は“1”又は“3”書き込みデータを保持して
いるデータ回路の書き込みデータは変更されない。
If the data in the memory cell is "2", the write data is changed to "0" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. If the data of the memory cell is not “2”, the write data is held at “2” by sensing and latching the voltage of the node N1 with the flip-flop FF1.
The write data of the data circuit holding the "0" or "1" or "3" write data is not changed.

【0206】“2”書き込みするメモリセルの書き込み
終了は図26の第2のデータ一括検知用MOSトランジ
スタユニットを用いて検知する。“2”ベリファイリー
ド後、まずRNDB2を例えばVCCプリチャージす
る。“0”又は“1”又は“3”データがラッチされて
いるデータ回路では、N4C及びN5Cの少なくとも一
方は“L”(表9参照)なのでnチャネルMOSトラン
ジスタQn9CおよびQn10C の少なくとも一方はオフ
し、RNDB2はプリチャージ電位から放電しない。
The end of writing of the memory cell to be written "2" is detected by using the second data batch detection MOS transistor unit of FIG. After "2" verify read, RNDB2 is first pre-charged to, for example, VCC. In a data circuit in which "0", "1" or "3" data is latched, at least one of N4C and N5C is "L" (see Table 9), so at least one of n-channel MOS transistors Qn9C and Qn10C is turned off. , RNDB2 does not discharge from the precharge potential.

【0207】一方、“2”書き込みが不十分なメモリセ
ルが1つでもあると、そのデータ回路のノードN4C及
びN5Cは共に“H”(表9参照)なのでnチャネルM
OSトランジスタQn9CとQn10C は共にオンし、RN
DB2はプリチャージ電位から低下する。“2”書き込
みするメモリセルが全て十分に書き込まれると、ノード
N4Cが“L”になる。従って、データ回路30-0,3
0-1,…,30-m-1,30-m内の第2のデータ一括検知
用MOSトランジスタユニット内のノードN4C,N5
Cの少なくとも一方がオフなる。その結果、RNDB2
はプリチャージ電位を保ち、“2”書き込みの終了が検
知される。“2”書き込みが全て終了すると、以後のベ
リファイリードでは“2”ベリファイリードは省略す
る。
On the other hand, if there is even one memory cell for which "2" writing is insufficient, the nodes N4C and N5C of the data circuit are both "H" (see Table 9), and the n-channel M
Both the OS transistors Qn9C and Qn10C are turned on, and RN
DB2 drops from the precharge potential. When all the memory cells to be written "2" are sufficiently written, the node N4C becomes "L". Therefore, the data circuits 30-0, 3
Nodes N4C, N5 in the second data batch detection MOS transistor unit in 0-1, ..., 30-m-1, 30-m
At least one of C is turned off. As a result, RNDB2
Keeps the precharge potential, and the end of writing "2" is detected. When all the "2" writing is completed, the "2" verify read is omitted in the subsequent verify read.

【0208】(2−3)“3”ベリファイリード 時刻t10ycにビット線及びダミービット線をプリチャー
ジした後に、選択された制御ゲートCG2Aが2.5V
にされる。選択されたメモリセルのしきい値が2.5V
以下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択
されたメモリセルのしきい値が2.5V以上なら、ビッ
ト線電圧は1.8Vのままとなる。
(2-3) "3" Verify Read After the bit line and the dummy bit line are precharged at time t10yc, the selected control gate CG2A is 2.5V.
To be. The threshold voltage of the selected memory cell is 2.5V
Below, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V.

【0209】この後時刻t11ycに、信号BLCA,BL
CBが“H”とされ、ビット線の電位がN1,N2に転
送される。再度、信号BLCA,BLCBが“L”とな
って、ビット線BLaとMOSキャパシタQd1 、ビッ
ト線BLbとMOSキャパシタQd2 は切り離される。
この後時刻t12ycに、信号VRFYBACが“L”とな
ると、“0”又は“1”書き込みデータが保持されてい
るデータ回路及び、“2”書き込みが十分に行われたデ
ータ回路では、pチャネルMOSトランジスタQp13が
“ON”であり、ノードN1はVCCとなる。信号SA
N1,SAP1がそれぞれ“L”,“H”となってフリ
ップ・フロップFF1が非活性化され、信号ECH1が
“H”となってイコライズされる。
Thereafter, at time t11yc, the signals BLCA, BL
CB is set to "H", and the potential of the bit line is transferred to N1 and N2. The signals BLCA and BLCB are again set to "L" to disconnect the bit line BLa from the MOS capacitor Qd1 and the bit line BLb from the MOS capacitor Qd2.
After this, when the signal VRFYBAC becomes "L" at time t12yc, in the data circuit in which the "0" or "1" write data is held and the data circuit in which the "2" write is sufficiently performed, The transistor Qp13 is "ON", and the node N1 becomes VCC. Signal SA
N1 and SAP1 are set to "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF1 is deactivated, and the signal ECH1 is set to "H" and equalized.

【0210】この後、信号RV1A,RV1Bが“H”
となる。その後時刻t13ycに、信号SAN1,SAP1
がそれぞれ“H”,“L”となることで、ノードN1の
電圧がセンスされラッチされる。
Thereafter, the signals RV1A and RV1B are "H".
Becomes After that, at time t13yc, the signals SAN1 and SAP1 are sent.
Becomes "H" and "L" respectively, the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0211】この後、図30に示されるように、書き込
みデータの変換が更に行われる。時刻t14ycに、信号B
LCA,BLCBが“H”とされ、ビット線の電位がN
1,N2に転送される。再度、信号BLCA,BLCB
が“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタ
Qd1 、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2 は切
り離される。
After this, as shown in FIG. 30, conversion of write data is further performed. At time t14yc, signal B
LCA and BLCB are set to "H" and the potential of the bit line is N
1, N2. Again, the signals BLCA, BLCB
Becomes "L", the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2.

【0212】この後時刻t15ycに、信号VRFYBA1
Cが“H”となると、“0”又は“2”書き込みデータ
が保持されているデータ回路及び“1”書き込み十分の
データ回路では、nチャネルMOSトランジスタQn2C
が“ON”であり、ノードN1はVCCとなる。信号S
AN2,SAP2がそれぞれ“L”,“H”となってフ
リップ・フロップFF2が非活性化され、信号ECH2
が“H”となってイコライズされる。この後、信号RV
2A,RV2Bが“H”となる。その後時刻t17ycに、
信号SAN2,SAP2がそれぞれ“H”,“L”とな
ることで、ノードN1の電圧がセンスされラッチされ
る。
Thereafter, at time t15yc, the signal VRFYBA1
When C becomes "H", in the data circuit in which "0" or "2" write data is held and the data circuit in which "1" write is sufficient, n channel MOS transistor Qn2C
Is "ON", and the node N1 becomes VCC. Signal S
AN2 and SAP2 become "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF2 is deactivated, and the signal ECH2
Becomes "H" and is equalized. After this, the signal RV
2A and RV2B become "H". After that, at time t17yc,
When the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0213】以上のようにして、“3”書き込みデータ
を保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセルの
データが十分“3”書き込み状態となったか否かを検出
する。メモリセルのデータが“3”であれば、フリップ
・フロップFF1,FF2でノードN1の電圧をセンス
しラッチすることで書き込みデータは“0”に変更され
る。メモリセルのデータが“3”でなければ、フリップ
・フロップFF1,FF2でノードN1の電圧をセンス
しラッチすることで書き込みデータは“3”に保持され
る。“0”又は“1”又は“2”書き込みデータを保持
しているデータ回路の書き込みデータは変更されない。
As described above, only the data circuit holding the "3" write data detects whether or not the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the "3" write state. If the data in the memory cell is "3", the write data is changed to "0" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flops FF1 and FF2. If the data in the memory cell is not "3", the write data is held at "3" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flops FF1 and FF2. The write data of the data circuit holding the "0" or "1" or "2" write data is not changed.

【0214】書き込みベリファイ中、信号VRFYBB
Cは“H”、信号VRFYBB1Cは“L”、電圧Vs
は0Vとする。
During write-verify, signal VRFYBB
C is "H", signal VRFYBB1C is "L", voltage Vs
Is 0V.

【0215】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達していれば、データ回路のデータは“0”デー
タになる。つまり、書き込みが終了すると、ノードN4
C,N6Cが“L”になる。これを検出することによ
り、全ての選択されたメモリセルが所望のしきい値に達
したか否かが分る。書き込み終了の検出は例えば、図2
6のように書き込み終了一括検知トランジスタQn5C、
及びQn6Cを用いればよい。ベリファイリード後、まず
VRTCを例えばVCCプリチャージする。
When all the selected memory cells have reached the desired threshold value, the data in the data circuit becomes "0" data. That is, when the writing is completed, the node N4
C and N6C become "L". By detecting this, it is known whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold. The end of writing is detected, for example, in FIG.
Write completion batch detection transistor Qn5C, as in 6,
And Qn6C may be used. After the verify read, VRTC is first precharged to VCC, for example.

【0216】書き込みが不十分なメモリセルが1つでも
あると、そのデータ回路のノードN4C又はN6Cの少
なくとも一方は“H”なのでnチャネルMOSトランジ
スタQn5CとQn6Cの少なくとも1つはオンし、VRT
Cはプリチャージ電位から低下する。全てのメモリセル
が十分に書き込まれると、データ回路30-0,30-1,…,
30-m-1,30-mのノードN4C,N6Cが“L”にな
る。その結果、全てのデータ回路内のnチャネルMOS
トランジスタQn5C及びQn6CがオフになるのでVRT
Cはプリチャージ電位を保つ。
If there is even one memory cell in which writing is insufficient, at least one of the nodes N4C and N6C of the data circuit is "H", so that at least one of the n-channel MOS transistors Qn5C and Qn6C is turned on and VRT is turned on.
C decreases from the precharge potential. When all memory cells are sufficiently written, the data circuits 30-0, 30-1, ...,
The nodes N4C and N6C of 30-m-1 and 30-m become "L". As a result, n-channel MOS in all data circuits
Transistors Qn5C and Qn6C are turned off, so VRT
C maintains the precharge potential.

【0217】[実施形態9]図31のように“3”書き
込みするメモリセルの書き込み終了を検知しても良い。
“3”書き込みするメモリセルの書き込み終了は図31
の第3のデータ一括検知用MOSトランジスタユニット
を用いて検知する。“3”ベリファイリード後、まずR
NDB3を例えばVCCにプリチャージする。“0”又
は“1”又は“2”データがラッチされているデータ回
路ではN4C及びN6Cの少なくとも一方は“L”(表
9参照)なのでnチャネルMOSトランジスタQn11C
及びQn12C の少なくとも一方はオフし、RNDB3は
プリチャージ電位から放電しない。
[Embodiment 9] As shown in FIG. 31, it is possible to detect the end of writing of a memory cell in which "3" is written.
FIG. 31 shows the end of the writing of the memory cell in which “3” is written.
This is detected using the third data batch detection MOS transistor unit. After "3" verify read, first R
NDB3 is precharged to VCC, for example. In the data circuit in which "0", "1" or "2" data is latched, at least one of N4C and N6C is "L" (see Table 9), so the n-channel MOS transistor Qn11C is used.
At least one of Qn12C and Qn12C is turned off, and RNDB3 is not discharged from the precharge potential.

【0218】一方、“3”書き込みが不十分なメモリセ
ルが1つでもあると、そのデータ回路のノードN4C及
びN6Cは共に“H”(表9参照)なのでnチャネルM
OSトランジスタQn11C とQn12C は共にオンし、R
NDB3はプリチャージ電位から低下する。“3”書き
込みするメモリセルが全て十分に書き込まれると、ノー
ドN4Cが“L”になる。従って、データ回路30-0,
30-1、…,30-m-1,30-m内の第3のデータ一括検
知用MOSトランジスタユニット内のノードN4C,N
6Cの少なくとも一方がオフなる。その結果、RNDB
3はプリチャージ電位を保ち、“3”書き込みの終了が
検知される。
On the other hand, if there is even one memory cell for which "3" writing is insufficient, the nodes N4C and N6C of the data circuit are both "H" (see Table 9), and the n-channel M
Both the OS transistors Qn11C and Qn12C are turned on, and R
NDB3 drops from the precharge potential. When all the memory cells to be written in "3" are sufficiently written, the node N4C becomes "L". Therefore, the data circuits 30-0,
Nodes N4C, N in the third data batch detection MOS transistor unit in 30-1, ..., 30-m-1, 30-m
At least one of 6C is turned off. As a result, RNDB
3 keeps the precharge potential, and the end of writing "3" is detected.

【0219】“3”書き込みが“1”書き込み或いは
“2”書き込みよりも先に終了する場合には、本実施形
態のように第3のデータ一括検知用MOSトランジスタ
ユニットを設ければよい。この第3のデータ一括検知用
MOSトランジスタユニットを用いることにより、
“3”書き込みの終了を検知できる。“3”書き込みが
全て終了すると、以後のベリファイリードでは“3”ベ
リファイリードは省略する。
When the "3" write is completed before the "1" write or the "2" write, the third data batch detection MOS transistor unit may be provided as in the present embodiment. By using this third data batch detection MOS transistor unit,
The end of writing "3" can be detected. When all the "3" writes are completed, the "3" verify read is omitted in the subsequent verify read.

【0220】[実施形態10]書き込み及びベリファイ
リードの手順は図3の例に限らない。例えば、“2”書
き込みが“1”書き込みよりも先に終了した場合には、
図26又は図31の第2のデータ一括検知MOSトラン
ジスタユニットで“2”書き込み終了を検知する。その
結果、以後のベリファイリードでは“2”ベリファイリ
ードを省略し、以後は“1”及び“3”書き込み、
“1”ベリファイリード及び“3”ベリファイリードを
行えばよい。
[Embodiment 10] The write and verify read procedures are not limited to the example of FIG. For example, if the writing of “2” is completed before the writing of “1”,
The second data batch detection MOS transistor unit in FIG. 26 or FIG. 31 detects the end of writing “2”. As a result, the "2" verify read is omitted in the subsequent verify read, and the "1" and "3" writes are performed thereafter.
“1” verify read and “3” verify read may be performed.

【0221】以上のように、本実施形態では所定の書き
込みレベルの書き込み終了検知回路を用いることによ
り、所定の書き込みレベルの書き込み終了を検知でき
る。所定の書き込みレベルの書き込み終了後、該書き込
みレベルのベリファイリードを省略する事により、トー
タルの書き込みを高速化できる。従って、書き込み終了
を検知する書き込みレベルは大いに任意性を有し、また
動作タイミングも大いに任意性を有する。
As described above, in the present embodiment, by using the write end detection circuit of the predetermined write level, it is possible to detect the write end of the predetermined write level. After the writing of the predetermined writing level is completed, the verification writing of the writing level is omitted, whereby the total writing speed can be increased. Therefore, the write level for detecting the end of writing is highly arbitrary, and the operation timing is also highly arbitrary.

【0222】例えば図3の実施形態では、最初に“3”
ベリファイリード、“2”ベリファイリード、“1”ベ
リファイリードの順でベリファイリードを行うが、
“1”ベリファイリード、“2”ベリファイリード、
“3”ベリファイリードの順でも良いし、“2”ベリフ
ァイリード、“3”ベリファイリード、“1”ベリファ
イリードの順でも良い。
For example, in the embodiment shown in FIG. 3, first, "3" is set.
Verify read is performed in the order of verify read, “2” verify read, and “1” verify read.
"1" verify read, "2" verify read,
The order may be “3” verify read, or “2” verify read, “3” verify read, and “1” verify read.

【0223】[0223]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
値メモリセルを書き込む際に、ベリファイリード時に書
き込みが十分に行われたデータのベリファイリードを以
降では行わないことによって、不要なベリファイリード
を省略することができ、書き込み時間を短縮して書き込
みの高速化をはかることができる。
As described above, according to the present invention, when the multi-valued memory cell is written, the verify read of the data which has been sufficiently written at the time of the verify read is not performed thereafter, so that the unnecessary verify is performed. The read can be omitted, the write time can be shortened, and the write speed can be increased.

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

【図1】第1の実施形態における書き込み動作の概略を
説明するための図。
FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a write operation according to a first embodiment.

【図2】第2の実施形態における書き込み動作の概略を
説明するための図。
FIG. 2 is a diagram for explaining an outline of a write operation according to the second embodiment.

【図3】第3の実施形態における書き込み動作の概略を
説明するための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of a write operation according to the third embodiment.

【図4】第4及び第5の実施形態に係わるEEPROM
の概略構成を示すブロック図。
FIG. 4 is an EEPROM according to fourth and fifth embodiments.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of FIG.

【図5】第4の実施形態におけるメモリセルアレイの具
体的構成を示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration of a memory cell array according to a fourth embodiment.

【図6】第4の実施形態におけるビット線制御回路の具
体的構成を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific configuration of a bit line control circuit according to a fourth embodiment.

【図7】第4の実施形態における読み出し動作を示すタ
イミング図。
FIG. 7 is a timing chart showing a read operation according to the fourth embodiment.

【図8】第4の実施形態における書き込み動作を示すタ
イミング図。
FIG. 8 is a timing chart showing a write operation according to the fourth embodiment.

【図9】第4の実施形態におけるベリファイ読み出し動
作を示すタイミング図。
FIG. 9 is a timing chart showing a verify read operation according to the fourth embodiment.

【図10】第4及び第5の実施形態の書き込み動作の概
略を説明する図。
FIG. 10 is a diagram illustrating an outline of a write operation according to fourth and fifth embodiments.

【図11】第5の実施形態におけるビット線制御回路の
具体的構成を示す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a specific configuration of a bit line control circuit according to a fifth embodiment.

【図12】第5の実施形態における読み出し動作を示す
タイミング図。
FIG. 12 is a timing chart showing a read operation according to the fifth embodiment.

【図13】第5の実施形態における書き込み動作を示す
タイミング図。
FIG. 13 is a timing chart showing a write operation according to the fifth embodiment.

【図14】第5の実施形態におけるベリファイ読み出し
動作を示すタイミング図。
FIG. 14 is a timing chart showing a verify read operation according to the fifth embodiment.

【図15】第4の実施形態におけるビット線制御回路の
構成を示す回路図。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to a fourth embodiment.

【図16】第5の実施形態におけるビット線制御回路の
構成を示す回路図。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to a fifth embodiment.

【図17】第6の実施形態におけるビット線制御回路の
具体的構成を示す回路図。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a specific configuration of a bit line control circuit according to the sixth embodiment.

【図18】第6の実施形態におけるビット線制御回路の
具体的構成を示す回路図。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a specific configuration of a bit line control circuit according to a sixth embodiment.

【図19】従来の書き込み動作の概略を説明するための
図。
FIG. 19 is a diagram for explaining an outline of a conventional write operation.

【図20】従来の書き込み動作の概略を説明するための
図。
FIG. 20 is a diagram for explaining an outline of a conventional write operation.

【図21】第8の実施形態に係わる多値記憶式EEPR
OMの構成を示すブロック図。
FIG. 21 is a multi-value storage type EEPR according to an eighth embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an OM.

【図22】図21のメモリセルアレイとデータ回路をの
構成を示す回路図。
22 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell array and a data circuit of FIG.

【図23】4値記憶する場合のメモリセルのしきい値分
布を示す図。
FIG. 23 is a diagram showing a threshold distribution of memory cells in the case of storing four values.

【図24】データ回路の具体的構成を示すブロック図。FIG. 24 is a block diagram showing a specific configuration of a data circuit.

【図25】読み出し手順の概略を説明するための図。FIG. 25 is a diagram for explaining the outline of the reading procedure.

【図26】データ回路の具体例を示す回路図。FIG. 26 is a circuit diagram showing a specific example of a data circuit.

【図27】第8の実施形態における読み出し方法を説明
するためのタイミング図。
FIG. 27 is a timing chart for explaining a reading method according to the eighth embodiment.

【図28】第8の実施形態における書き込み動作を説明
するためのタイミング図。
FIG. 28 is a timing chart for explaining a write operation in the eighth embodiment.

【図29】第8の実施形態における書き込みベリファイ
動作を説明するためのタイミング図。
FIG. 29 is a timing chart for explaining a write verify operation according to the eighth embodiment.

【図30】第8の実施形態における書き込みベリファイ
動作を説明するためのタイミング図。
FIG. 30 is a timing chart for explaining a write verify operation according to the eighth embodiment.

【図31】第9の実施形態におけるデータ回路の具体例
を示す回路図。
FIG. 31 is a circuit diagram showing a specific example of a data circuit according to the ninth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセルアレイ 2…ビット線制御回路 3…カラム・デコーダ 4…“1”データ書き込み終了検知回路及びデータ書き
込み終了検知回路 5…入出力データ変換回路 6…データ入出力バッファ 7…ワード線駆動回路 8…ロウ・デコーダ 10…メモリセルアレイ 20…制御ゲート・選択ゲート駆動回路 30…データ回路 40…データ入出力バッファ 50…アドレスバッファ 60…データ制御回路 M…メモリセル S…選択トランジスタ SG…選択ゲート CG…制御ゲート BL…ビット線 Qn…nチャネルMOSトランジスタ Qp…pチャネルMOSトランジスタ Qd…ディプリーション型nチャネルMOSトランジス
タ FF…フリップ・フロップ I…インバータ G…NAND論理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array 2 ... Bit line control circuit 3 ... Column decoder 4 ... "1" Data write end detection circuit and data write end detection circuit 5 ... Input / output data conversion circuit 6 ... Data input / output buffer 7 ... Word line drive circuit 8 ... Row decoder 10 ... Memory cell array 20 ... Control gate / select gate drive circuit 30 ... Data circuit 40 ... Data input / output buffer 50 ... Address buffer 60 ... Data control circuit M ... Memory cell S ... Select transistor SG ... Select gate CG ... control gate BL ... bit line Qn ... n-channel MOS transistor Qp ... p-channel MOS transistor Qd ... depletion type n-channel MOS transistor FF ... flip-flop I ... inverter G ... NAND logic circuit

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路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 electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix, and one memory cell has a plurality of storage states of 3 or more, and arbitrary data "i" (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a non-volatile semiconductor memory device, which stores data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array. A plurality of data circuits for temporarily storing data, a write verify means for confirming the write state of the plurality of memory cells, and a memory cell to which the data “i” is to be written are the data “i”.
Non-volatile semiconductor memory device comprising: an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached.
【請求項2】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、前記データ
回路の内容とメモリセルの書き込み状態から書き込み不
十分のメモリセルに対してのみ再書き込みを行うよう
に、前記データ回路の内容を更新する手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路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。
2. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix is provided, and one memory cell is provided with a plurality of storage states of 3 or more, and arbitrary data "i" is provided. (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a non-volatile semiconductor memory device, which stores data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array. A plurality of data circuits for temporarily storing, a write verify unit for confirming a write state of the plurality of memory cells, and a memory cell for which writing is insufficient based on the contents of the data circuit and the write state of the memory cells. The means for updating the contents of the data circuit and the memory cell to which the data “i” is to be written so that the data “i” is rewritten only
Non-volatile semiconductor memory device comprising: an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached.
【請求項3】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路とを備え、 前記データ回路の内容に基づく書き込み動作と、メモリ
セルの書き込み状態を確認するための書き込みベリファ
イ動作を、前記複数のメモリセルが所定の書き込み状態
になるまで続けて行うことにより、電気的にデータ書き
込みを行う動作において、データ“i”を書き込まれる
べきメモリセルが、データ“i”の記憶状態に達したと
第iのデータ一括ベリファイ回路が一括検知すると、以
後の書き込みベリファイ動作内ではデータ“i”に対す
る書き込みベリファイ動作(第iのベリファイリード)
を行わないことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
3. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix is provided, and one memory cell is provided with a plurality of storage states of 3 or more, and arbitrary data "i" is provided. (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a non-volatile semiconductor memory device, which stores data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array. A plurality of data circuits for temporarily storing data, a write verify means for confirming the write state of the plurality of memory cells, and a memory cell to which the data “i” is to be written are the data “i”.
And an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached, and a write operation based on the contents of the data circuit and a write verify operation for confirming the write state of the memory cell, The memory cells to which the data “i” is to be written reach the storage state of the data “i” in the operation of electrically writing the data by continuously performing the plurality of memory cells until the predetermined write state is achieved. Then, when the i-th data batch verify circuit collectively detects, the write verify operation for the data “i” is performed in the subsequent write verify operation (i-th verify read).
Non-volatile semiconductor memory device characterized by not performing.
【請求項4】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、前記データ
回路の内容とメモリセルの書き込み状態から書き込み不
十分のメモリセルに対してのみ再書き込みを行うよう
に、前記データ回路の内容を更新する手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路とを備え、 前記データ回路の内容に基づく書き込み動作と、メモリ
セルの書き込み状態を確認する書き込みベリファイ動作
及びデータ回路の内容更新を、前記複数のメモリセルが
所定の書き込み状態になるまで続けて行うことにより、
電気的にデータ書き込みを行う動作において、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したと第iのデータ一括ベリファイ回路
が一括検知すると、以後の書き込みベリファイ動作内で
はデータ“i”に対する書き込みベリファイ動作(第i
のベリファイリード)を行わないことを特徴とする不揮
発性半導体記憶装置。
4. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix is provided, and one memory cell is provided with a plurality of storage states of 3 or more, and arbitrary data "i" is provided. (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a non-volatile semiconductor memory device, which stores data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array. A plurality of data circuits for temporarily storing, a write verify unit for confirming a write state of the plurality of memory cells, and a memory cell for which writing is insufficient based on the contents of the data circuit and the write state of the memory cells. The means for updating the contents of the data circuit and the memory cell to which the data “i” is to be written so that the data “i” is rewritten only
The i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached, and a write verify operation for confirming the write state of the memory cell and a write operation based on the contents of the data circuit. By continuously updating the contents until the plurality of memory cells reach a predetermined write state,
In the operation of electrically writing data, the memory cell to which the data “i” is to be written is the data “i”.
When the i-th data batch verify circuit collectively detects that the memory state has been reached, the write verify operation for the data “i” (i-th
Verify read) of the non-volatile semiconductor memory device.
【請求項5】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶し、データ“0”に対応する記憶状態は
消去状態である不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路とを備え、 前記データ回路の内容に基づく書き込み動作と、メモリ
セルの書き込み状態を確認するための書き込みベリファ
イ動作を、前記複数のメモリセルが所定の書き込み状態
になるまで続けて行うことにより、電気的にデータ書き
込みを行う動作において、 最初の書き込みベリファイ動作ではデータ“i”(i=
1,2,〜,n−1)を書き込まれるべきメモリセル
が、データ“i”の記憶状態に達したか否かを確認する
第iのベリファイリードをi=1からi=n−1まで行
い、 その後、データ“1”を書き込まれるべきメモリセル
が、データ“1”の記憶状態に達したと第1のデータ一
括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書き込みベ
リファイ動作内ではデータ“i”(i=2,3,〜,n
−1)を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを確認する第iのベリファイ
リードをi=2からi=n−1まで行い、 その後、データ“2”を書き込まれるべきメモリセル
が、データ“2”の記憶状態に達したと第2のデータ一
括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書き込みベ
リファイ動作内ではデータ“i”(i=3,4,〜,n
−1)を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを確認する第iのベリファイ
リードをi=3からi=n−1まで行い、 最終的にデータ“i”(i=1〜n−2)を書き込まれ
るべきメモリセルが、データ“i”の記憶状態に達した
と第i(i=1〜n−2)のデータ一括ベリファイ回路
が一括検知すると、以後の書き込みベリファイ動作内で
はデータ“n−1”を書き込まれるべきメモリセルが、
データ“n−1”の記憶状態に達したか否かを確認する
第n−1のベリファイリードを行うことを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置。
5. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix is provided, and one memory cell is provided with a plurality of storage states of three or more, and arbitrary data "i" is provided. (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a nonvolatile semiconductor memory device in which multivalued storage is performed and a storage state corresponding to data "0" is an erased state. A plurality of data circuits for temporarily storing data for controlling the write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell, a write verifying means for confirming the write state of the plurality of memory cells, and writing data "i". The memory cell to be written is the data "i"
And an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached, and a write operation based on the contents of the data circuit and a write verify operation for confirming the write state of the memory cell, In the operation of electrically writing data by continuously performing the plurality of memory cells until a predetermined write state is reached, in the first write verify operation, data “i” (i =
1, 2, ..., n-1), i-th verify read for confirming whether or not the memory cell to be written has reached the storage state of the data "i" from i = 1 to i = n-1 After that, when the first data batch verify circuit batch-detects that the memory cell to which the data “1” is to be written has reached the storage state of the data “1”, the data “i” is subsequently written in the write-verify operation. (I = 2, 3, ~, n
-1) is the memory cell to which the data "i" is written
The i-th verify read is performed from i = 2 to i = n−1 to confirm whether or not the storage state of “2” is stored in the memory cell in which the data “2” is to be written. When the second data batch verify circuit collectively detects that the state has been reached, the data "i" (i = 3, 4, ..., N) in the subsequent write verify operation.
-1) is the memory cell to which the data "i" is written
The i-th verify read for confirming whether or not the memory state has been reached is performed from i = 3 to i = n−1, and finally the data “i” (i = 1 to n−2) should be written. When the i-th (i = 1 to n−2) data batch verify circuit collectively detects that the memory cell has reached the storage state of data “i”, the data “n−1” is detected in the subsequent write verify operation. The memory cell to be written is
A nonvolatile semiconductor memory device characterized by performing an (n-1) th verify read for confirming whether or not a storage state of data "n-1" has been reached.
【請求項6】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶し、データ“0”に対応する記憶状態は
消去状態である不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、前記データ
回路の内容とメモリセルの書き込み状態から書き込み不
十分のメモリセルに対してのみ再書き込みを行うよう
に、前記データ回路の内容を更新する手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路とを備え、 前記データ回路の内容に基づく書き込み動作と、メモリ
セルの書き込み状態を確認するための書き込みベリファ
イ動作及びデータ回路の内容更新を、前記複数のメモリ
セルが所定の書き込み状態になるまで続けて行うことに
より、電気的にデータ書き込みを行う動作において、 最初の書き込みベリファイ動作ではデータ“i”(i=
1,2,〜,n−1)を書き込まれるべきメモリセル
が、データ“i”の記憶状態に達したか否かを確認する
第iのベリファイリードをi=1からi=n−1まで行
い、 その後、データ“1”を書き込まれるべきメモリセル
が、データ“1”の記憶状態に達したと第1のデータ一
括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書き込みベ
リファイ動作内ではデータ“i”(i=2,3,〜,n
−1)を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを確認する第iのベリファイ
リードをi=2からi=n−1まで行い、 その後、データ“2”を書き込まれるべきメモリセル
が、データ“2”の記憶状態に達したと第2のデータ一
括ベリファイ回路が一括検知すると、以後の書き込みベ
リファイ動作内ではデータ“i”(i=3,4,〜,n
−1)を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを確認する第iのベリファイ
リードをi=3からi=n−1まで行い、 最終的にデータ“i”(i=1〜n−2)を書き込まれ
るべきメモリセルが、データ“i”の記憶状態に達した
と第i(i=1〜n−2)のデータ一括ベリファイ回路
が一括検知すると、以後の書き込みベリファイ動作内で
はデータ“n−1”を書き込まれるべきメモリセルが、
データ“n−1”の記憶状態に達したか否かを確認する
第n−1のベリファイリードを行うことを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置。
6. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix is provided, and one memory cell is provided with a plurality of storage states of 3 or more, and arbitrary data "i" is provided. (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a nonvolatile semiconductor memory device in which multivalued storage is performed and a storage state corresponding to data "0" is an erased state. A plurality of data circuits for temporarily storing data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory, write verify means for confirming a write state of the plurality of memory cells, and contents of the data circuit. A means for updating the contents of the data circuit and data "i" should be written so as to rewrite only the memory cell in which the writing is insufficient from the writing state of the memory cell. Memory cell is data "i"
Data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached, a write operation based on the contents of the data circuit, a write verify operation for confirming the write state of the memory cell, and the data. In the operation of electrically writing data by continuously updating the contents of the circuit until the plurality of memory cells reach a predetermined write state, the data “i” (i =
1, 2, ..., n-1), i-th verify read for confirming whether or not the memory cell to be written has reached the storage state of the data "i" from i = 1 to i = n-1 After that, when the first data batch verify circuit batch-detects that the memory cell to which the data “1” is to be written has reached the storage state of the data “1”, the data “i” is subsequently written in the write-verify operation. (I = 2, 3, ~, n
-1) is the memory cell to which the data "i" is written
The i-th verify read is performed from i = 2 to i = n−1 to confirm whether or not the storage state of “2” is stored in the memory cell in which the data “2” is to be written. When the second data batch verify circuit collectively detects that the state has been reached, the data "i" (i = 3, 4, ..., N) in the subsequent write verify operation.
-1) is the memory cell to which the data "i" is written
The i-th verify read for confirming whether or not the memory state has been reached is performed from i = 3 to i = n−1, and finally the data “i” (i = 1 to n−2) should be written. When the i-th (i = 1 to n−2) data batch verify circuit collectively detects that the memory cell has reached the storage state of data “i”, the data “n−1” is detected in the subsequent write verify operation. The memory cell to be written is
A nonvolatile semiconductor memory device characterized by performing an (n-1) th verify read for confirming whether or not a storage state of data "n-1" has been reached.
【請求項7】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路とを備え、 前記データ回路の内容に基づく書き込み動作と、メモリ
セルの書き込み状態を確認する書き込みベリファイ動作
を、前記複数のメモリセルが所定の書き込み状態になる
まで続けて行うことにより、電気的にデータ書き込みを
行う動作において、書き込むべきメモリセルの中に、デ
ータ“i”を書き込まれるべきメモリセルがないと第i
のデータ一括ベリファイ回路が一括検知すると、書き込
みベリファイ動作内ではデータ“i”に対する書き込み
ベリファイ動作(第iのベリファイリード)を行わない
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
7. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix is provided, and one memory cell is provided with a plurality of storage states of 3 or more, and arbitrary data "i" is provided. (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a non-volatile semiconductor memory device, which stores data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array. A plurality of data circuits for temporarily storing data, a write verify means for confirming the write state of the plurality of memory cells, and a memory cell to which the data “i” is to be written are the data “i”.
The i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached, the write verify operation for confirming the write state of the memory cell is performed by the plurality of write operations based on the contents of the data circuit. By continuously performing the operation until the memory cell of No. 1 is in the predetermined write state, in the operation of electrically writing data, if there is no memory cell to be written with the data “i” among the memory cells to be written,
The non-volatile semiconductor memory device is characterized in that the write verify operation (i-th verify read) for the data "i" is not performed in the write verify operation when the data batch verify circuit of (1) collectively detects.
【請求項8】電気的書き替え可能としたメモリセルがマ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1つ
のメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、任
意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3以
上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶するための複数の
データ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み状態を
確認するための書き込みベリファイ手段と、前記データ
回路の内容とメモリセルの書き込み状態から書き込み不
十分のメモリセルに対してのみ再書き込みを行うよう
に、前記データ回路の内容を更新する手段と、データ
“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ“i”
の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iのデータ
一括ベリファイ回路とを備え、 前記データ回路の内容に基づく書き込み動作と、メモリ
セルの書き込み状態を確認する書き込みベリファイ動作
及びデータ回路の内容更新を、前記複数のメモリセルが
所定の書き込み状態になるまで続けて行うことにより、
電気的にデータ書き込みを行う動作において、書き込む
べきメモリセルの中に、データ“i”を書き込まれるべ
きメモリセルがないと第iのデータ一括ベリファイ回路
が一括検知すると、書き込みベリファイ動作内ではデー
タ“i”に対する書き込みベリファイ動作(第iのベリ
ファイリード)を行わないことを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
8. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix is provided, and one memory cell is provided with a plurality of storage states of three or more, and arbitrary data "i" is provided. (I = 0, 1, ..., N-1; n is 3 or more) is a non-volatile semiconductor memory device, which stores data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array. A plurality of data circuits for temporarily storing, a write verify unit for confirming a write state of the plurality of memory cells, and a memory cell for which writing is insufficient based on the contents of the data circuit and the write state of the memory cells. The means for updating the contents of the data circuit and the memory cell to which the data “i” is to be written so that the data “i” is rewritten only
The i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory state has been reached, and a write verify operation for confirming the write state of the memory cell and a write operation based on the contents of the data circuit. By continuously updating the contents until the plurality of memory cells reach a predetermined write state,
In the operation of electrically writing data, when the i-th data batch verify circuit collectively detects that there is no memory cell to be written with the data “i” in the memory cell to be written, the data “i” is written in the write verify operation. A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that a write verify operation (i-th verify read) for i ″ is not performed.
【請求項9】前記データ一括ベリファイ回路は、前記デ
ータ回路に接続されたデータ一括検知用MOSトランジ
スタユニットから構成され、かつこれらのデータ一括検
出用MOSトランジスタユニットが並列接続されてなる
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の不揮
発性半導体記憶装置。
9. The data batch verify circuit comprises a data batch detection MOS transistor unit connected to the data circuit, and these data batch detection MOS transistor units are connected in parallel. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項10】前記データ回路はフリップフロップ回路
を含み、前記データ一括検出用MOSトランジスタユニ
ットは、各々のゲートが対応する前記フリップフロップ
回路の一端に接続された複数のデータ一括検知用MOS
トランジスタを含み、かつこれらデータ一括検知用MO
Sトランジスタが直列接続されてなることを特徴とする
請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。
10. The data circuit includes a flip-flop circuit, and the data batch detection MOS transistor unit has a plurality of data batch detection MOS transistors each gate of which is connected to one end of the corresponding flip-flop circuit.
MO including a transistor and for batch detection of these data
10. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein S transistors are connected in series.
【請求項11】前記メモリセルは、半導体層上に電荷蓄
積層と制御ゲートを積層形成して構成され、複数個づつ
直列接続されてNANDセル構造を形成していることを
特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の不揮発性半
導体記憶装置。
11. The memory cell is configured by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and a plurality of memory cells are connected in series to form a NAND cell structure. 9. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of 1 to 8.
【請求項12】前記メモリセルは、半導体層上に電荷蓄
積層と制御ゲートを積層形成して構成され、NORセル
構造を形成していることを特徴とする請求項1〜8のい
ずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
12. The memory cell according to claim 1, wherein the memory cell is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer to form a NOR cell structure. The nonvolatile semiconductor memory device described.
【請求項13】前記データラッチ回路は、第1,第2,
…,第m(mは2(m-1) <n≦2m を満たす自然数)個
配置されてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれ
かに記載の不揮発性半導体記憶装置。
13. The data latch circuit comprises:
The m-th (m is a natural number satisfying 2 (m-1) <n ≤ 2 m ) pieces are arranged.
【請求項14】電気的書き替え可能としたメモリセルが
マトリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、1
つのメモリセルに3以上の複数の記憶状態を持たせて、
任意のデータ“i”(i=0,1,〜,n−1;nは3
以上)を多値記憶する不揮発性半導体記憶装置であっ
て、 前記メモリセルアレイ内の複数のメモリセルの書き込み
動作状態を制御するデータを一時記憶する第1,第2,
…,第m(mは2(m-1) <n≦2m を満たす自然数)の
データラッチ回路と、前記複数のメモリセルの書き込み
状態を確認するための書き込みベリファイ手段と、デー
タ“i”を書き込まれるべきメモリセルが、データ
“i”の記憶状態に達したか否かを一括検知する第iの
データ一括ベリファイ回路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 electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix.
One memory cell has three or more memory states,
Arbitrary data "i" (i = 0, 1, ~, n-1; n is 3
The above is a non-volatile semiconductor memory device for multi-valued storage, and first, second and second data temporarily store data for controlling a write operation state of a plurality of memory cells in the memory cell array.
..., the m-th (m is a natural number satisfying 2 (m-1) <n≤2 m ) data latch circuit, write verify means for confirming the write state of the plurality of memory cells, and data "i". A non-volatile semiconductor memory device comprising: an i-th data batch verify circuit for collectively detecting whether or not the memory cells to be written with have reached a storage state of data "i".
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