JPH09251785A - Non-volatile semiconductor storage device - Google Patents

Non-volatile semiconductor storage device

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JPH09251785A
JPH09251785A JP6144396A JP6144396A JPH09251785A JP H09251785 A JPH09251785 A JP H09251785A JP 6144396 A JP6144396 A JP 6144396A JP 6144396 A JP6144396 A JP 6144396A JP H09251785 A JPH09251785 A JP H09251785A
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memory cell
circuit
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write
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健 竹内
Tomoharu Tanaka
智晴 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory device suitable for high integration by minimizing a circuit scale of a column system circuit. SOLUTION: This device is provided with flip-flop circuits FF1, FF2 of which the number is set to (m), a verifying circuit verifying written data after data is written in a memory cell, and a transistor Qn 5 for detecting en block finish of writing judging whether writing is performed again or not during verifying, when the number of data of multi-values by which writing data for a memory cell is latched and writing data from a memory cell is sense-latched is assumed to 2<m> =n (m is natural number of 2 or more). And the transistor Qn 5 for detecting en bloc is controlled by updated writing data in accordance with the writing result of verifying of the flip-flop circuit FF1 during verifying.

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】この発明は、電気的書き換え
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EEPROMに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically rewritable non-volatile semiconductor memory device (EEPROM), and more particularly to a multi-value memory EEPROM for storing information of more than 1 bit in one memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】EEPROMの大容量化を実現する手法
の一つとして、1つのメモリセルにn(n≧3)値の情
報を記憶させる、多値記憶EEPROMが知られてい
る。例えば、4値記憶式では、4種類のしきい値電圧の
1つをそれぞれのセルが有し、これを(0、0)、
(0、1)、(1、0)、(1、1)と表される2ビッ
トの情報に対応させるものである。
2. Description of the Related Art As one of the methods for increasing the capacity of an EEPROM, a multi-value storage EEPROM is known in which one memory cell stores n (n ≧ 3) value information. For example, in the four-value storage type, each cell has one of four kinds of threshold voltages, which is (0, 0),
It corresponds to 2-bit information represented by (0,1), (1,0), and (1,1).

【0003】n値を記憶したメモリセルのデータを読み
とるには、セルから読み出したデータを、(n−1)個
の基準電圧と比較する。このため、従来、(n−1)個
のセンスアンプを必要とした(例えば特開昭61−11
7796号公報)。
In order to read the data of the memory cell storing the n value, the data read from the cell is compared with (n-1) reference voltages. Therefore, conventionally, (n-1) sense amplifiers have been required (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-11).
7796).

【0004】4値記憶式のEEPROMでは、2値記憶
式セルのEEPROMと比べ、メモリセルの記憶密度は
2倍となり、メモリセルが占める面積は1/2になった
のに対し、センスアンプが占める面積は3倍となり、高
密度化の効果を減少させる。特に、ページ読み出しを行
うためにビット線毎にセンスアンプを設けるタイプのE
EPROMでは、センスアンプ数の増加が大容量化の妨
げとなる。
In the 4-value storage type EEPROM, the storage density of the memory cells is doubled and the area occupied by the memory cells is halved as compared with the binary storage type EEPROM, whereas the sense amplifier is The area occupied is tripled, and the effect of high density is reduced. In particular, an E type that has a sense amplifier for each bit line to perform page read
In the EPROM, an increase in the number of sense amplifiers hinders an increase in capacity.

【0005】これに対して特開昭62−54896号公
報には、セルデータを判別したセンスアンプの出力によ
って、他のセンスアンプの基準電圧を制御することによ
り、センスアンプの数を減らした事を特徴とした読みと
り専用メモリが開示されている。
On the other hand, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-54896, the number of sense amplifiers is reduced by controlling the reference voltage of other sense amplifiers by the output of the sense amplifier which discriminates the cell data. A read-only memory characterized by is disclosed.

【0006】一方、メモリセルにn(n≧3)種類のし
きい値電圧を記憶する多値記憶EEPROMでは、記憶
データを書き込むときに、それぞれのしきい値電圧を、
より狭い範囲に分布させる必要がある。このため、書き
込みを小刻みに行い、書き込みと書き込みとの間に、そ
れぞれのメモリセルが目的とするしきい値範囲に書き込
まれたか否かをチェックし、書き込み不足のセルがあれ
ばそのセルにのみ追加書き込みを行い、それぞれのメモ
リセル毎に、最適の書き込みがなされるよう制御するビ
ット毎べリファイが有効となっている。なお、ビット毎
べリファイは特開平3−295098号公報に開示され
ている。
On the other hand, in a multi-value storage EEPROM which stores n (n ≧ 3) kinds of threshold voltages in memory cells, when the stored data is written, the respective threshold voltages are
It needs to be distributed in a narrower range. For this reason, writing is done in small increments, and it is checked whether each memory cell has been written to the target threshold range between writing, and if there is a cell with insufficient writing, only that cell is written. The additional write is performed, and the bit-by-bit verify that controls so that the optimum write is performed for each memory cell is effective. The verification for each bit is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-295098.

【0007】また、多値記憶EEPROMに対するビッ
ト毎べリファイは、特開平7−93979号公報に開示
されている。しかし、特開平7−93979号公報に開
示された装置では、センスアンプ及びべリファイ回路を
それぞれ、(n−1)個ずつ必要としている。よって、
メモリセルは、より多くのデータを記憶することによ
り、同じ面積のチップに大容量のデータを蓄積できるよ
うになっているものの、データの読み出し/書き込みを
制御する回路が大規模になり、高集積化に難点があっ
た。
Further, bit-by-bit verification for a multi-value storage EEPROM is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-93979. However, the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-93979 requires (n-1) sense amplifiers and (verify) circuits. Therefore,
A memory cell can store a large amount of data in a chip having the same area by storing a larger amount of data, but a circuit for controlling read / write of data becomes large in scale and highly integrated. There was a difficulty in converting.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来、ベ
リファイ機能を有した多値記憶EEPROMでは、多値
のデータの数を“n≧3”としたとき、(n−1)個の
ベリファイ回路を必要としていた。このため、センスア
ンプ・データラッチ回路も、ベリファイ回路に応じ、
(n−1)個必要としている。
As described above, in the conventional multi-value storage EEPROM having a verify function, when the number of multi-valued data is "n≥3", (n-1) verifications are performed. I needed a circuit. Therefore, the sense amplifier / data latch circuit also depends on the verify circuit.
(N-1) pieces are required.

【0009】以上のような事情により、ビット線に接続
される回路、つまりカラム系回路の回路規模、特にセン
スアンプ回路、データラッチ回路、ベリファイ回路の数
が膨大なものとなって、高集積化のネックになってい
る。
Due to the above circumstances, the circuit scale of the circuit connected to the bit line, that is, the column system circuit, particularly the number of sense amplifier circuits, data latch circuits, and verify circuits becomes enormous, resulting in high integration. Has become the neck of.

【0010】この発明は、上記の事情に鑑み為されたも
ので、その目的は、カラム系回路の回路規模を、特にセ
ンスアンプ回路、データラッチ回路、ベリファイ回路の
数を減ずることによって小さくし、高集積化に適した不
揮発性半導体記憶装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reduce the circuit scale of a column system circuit, in particular, by reducing the number of sense amplifier circuits, data latch circuits, and verify circuits. A non-volatile semiconductor memory device suitable for high integration is provided.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る不揮発性半導体記憶装置では、多値
のデータを記憶す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と、前記メモリセルへ
データを書き込むとき、前記メモリセルへの書き込みデ
ータをラッチし、前記メモリセルからデータを読み出す
とき、前記メモリセルからの読み出しデータをセンス・
ラッチする、前記多値のデータの数を2m (mは2以上
の自然数)=n値としたとき、その数がm個に設定され
たデータラッチ・センスアンプ回路を含むビット線制御
回路と、前記データラッチ・センスアンプ回路と前記メ
モリセルとを互いに接続し、前記メモリセルへデータを
書き込むとき、前記データラッチ・センスアンプ回路か
ら前記メモリセルへ前記書き込みデータを導き、前記メ
モリセルからデータを読み出すとき、前記メモリセルか
ら前記データラッチ・センスアンプ回路へ前記読み出し
データを導くビット線と、前記メモリセルへデータを書
き込むとき、前記データラッチ・センスアンプ回路にラ
ッチされた書き込みデータに応じて、前記多値のデータ
に応じた書き込み制御電圧を選び、選ばれた書き込み制
御電圧をビット線に与える書き込み回路と、前記メモリ
セルへデータを書き込んだ後、前記書き込まれたデータ
が所望のデータの記憶状態になっているか否かを確認す
るベリファイ回路とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, a memory cell array in which memory cells for storing multi-valued data are arranged in a matrix. When writing data to the memory cell, the write data to the memory cell is latched, and when the data is read from the memory cell, the read data from the memory cell is sensed.
When the number of multi-valued data to be latched is 2 m (m is a natural number of 2 or more) = n value, a bit line control circuit including a data latch / sense amplifier circuit whose number is set to m When the data latch / sense amplifier circuit and the memory cell are connected to each other and the data is written to the memory cell, the write data is guided from the data latch / sense amplifier circuit to the memory cell, and the data is written from the memory cell. According to the write data latched in the data latch / sense amplifier circuit when writing data to the memory cell and the bit line that leads the read data from the memory cell to the data latch / sense amplifier circuit. , Select a write control voltage according to the multi-valued data, and set the selected write control voltage to the bit line After writing the write circuit, the data to the memory cell to provide, characterized by comprising a verification circuit for the written data is confirmed whether or not it is in the storage state of the desired data.

【0012】電気的書き替えが可能なn値(nは3以上
の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置
されたメモリセルアレイと、前記メモリセルに接続され
たビット線を該メモリセルを介して充電し、かつメモリ
セルの多値データを多値レベルの電位としてビット線に
出力するしきい値検出手段と、前記しきい値検出手段に
よって充電された多値レベルのビット線電位をセンスす
るセンスアンプと、メモリセルに書き込むデータを保持
する第1、第2、…、第mのデータ回路と、前記メモリ
セルの書き込み動作後の状態が所望のデータの記憶状態
になっているか否かを確認するために前記しきい値検出
手段を用いる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動作後の状態から書き
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、データ回路の内容を一括更新するデータ更新回
路から成るデータ回路内容一括更新手段とを備え、前記
データ更新回路は1つのデータ回路の内容を参照するこ
とを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells for storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and bit lines connected to the memory cells are connected to the memory cells. Threshold value detecting means for charging via the bit line and outputting the multi-valued data of the memory cell as a multi-valued level potential to the bit line, and the multi-valued bit line potential charged by the threshold value detecting means. , A first, second, ..., Mth data circuit for holding data to be written in the memory cell, and whether or not the state after the write operation of the memory cell is a desired data storage state. Write verifying means using the threshold value detecting means for confirming the above, and a memo of insufficient writing from the contents of the data circuit and the state after the write operation of the memory cell. And a data circuit content batch updating unit that collectively updates the contents of the data circuit so that the data is rewritten only to the cell, and the data updating circuit refers to the contents of one data circuit. Is characterized by.

【0013】電気的書き替えが可能なn値(nは3以上
の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置
されたメモリセルアレイと、前記メモリセルに接続され
たビット線を該メモリセルを介して充電し、かつメモリ
セルの多値データを多値レベルの電位としてビット線に
出力するしきい値検出手段と、前記しきい値検出手段に
よって充電された多値レベルのビット線電位を参照電圧
を比較することでビット線電位をセンスするセンスアン
プと、メモリセルに書き込むデータを保持する第1、第
2、…、第mのデータ回路と、前記メモリセルの書き込
み動作後の状態が所望のデータの記憶状態になっている
か否かを確認するために前記しきい値検出手段を用いる
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動作後の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、デー
タ回路の内容を一括更新するデータ更新回路から成るデ
ータ回路内容一括更新手段とを備え、前記データ更新回
路は1つのデータ回路の内容を参照し、前記データ回路
内容一括更新手段は、ビット線電位が再書き込みデータ
としてセンス、記憶されるよう、メモリセルの書き込み
動作後の状態が出力されるビット線、および参照電位を
データ回路の内容に応じて修正し、ビット線電位が修正
されるまではデータ回路のデータ記憶状態を保持し、修
正されたビット線電位を保持したままデータ回路をセン
スアンプとして動作させ、データ回路の内容の一括更新
を行い、データ回路の内容に基づく書き込み動作とデー
タ回路内容一括更新を、メモリセルが所定の書き込み状
態になるまで繰り返しながら行うことにより電気的にデ
ータ書き込みを行うことを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells that store electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and bit lines connected to the memory cells are connected to the memory cells. Refer to the threshold value detecting means for charging via the bit line and the multi-valued data of the memory cell as the potential of the multi-valued level to the bit line, and the bit line potential of the multi-valued level charged by the threshold value detecting means. A sense amplifier that senses a bit line potential by comparing voltages, first, second, ..., Mth data circuits that retain data to be written in a memory cell, and a state after the write operation of the memory cell are desired. Write verify means for using the threshold value detecting means for confirming whether or not the data storage state of the data circuit is stored, and the contents of the data circuit and the writing of the memory cell. A data circuit content batch updating unit including a data updating circuit that collectively updates the contents of the data circuit so as to rewrite only the memory cells in which writing is insufficient from the state after the operation, and the data updating circuit includes With reference to the content of one data circuit, the data circuit content batch updating means outputs a state after a write operation of a memory cell so that the bit line potential is sensed and stored as rewrite data, and The reference potential is modified according to the contents of the data circuit, the data storage state of the data circuit is held until the bit line potential is modified, and the data circuit operates as a sense amplifier while holding the modified bit line potential. , The contents of the data circuit are collectively updated, and the write operation and the contents of the data circuit are collectively updated based on the contents of the data circuit. Wherein the electrical to perform data writing by performing repeatedly until a predetermined write state.

【0014】前記メモリセルは、メモリセルトランジス
タが複数個ずつ直列接続されたNAND型のセルであ
り、前記NAND型セルの一端は、第1の選択ゲートを
介してビット線に接続され、前記NAND型セルの他端
は、第2の選択ゲートを介してソース線に接続され、前
記しきい値検出手段は、ソース線電圧を、前記NAND
型セルを介してビット線に転送させてビット線を充電
し、非選択の制御ゲート電圧及び第1、2の選択ゲート
電圧は、選択されたメモリセルのしきい値でビット線電
圧が決定するように、非選択メモリセル及び第1、2の
選択トランジスタの電圧転送能力を十分高めるように制
御されることを特徴とする。
The memory cell is a NAND type cell in which a plurality of memory cell transistors are connected in series, and one end of the NAND type cell is connected to a bit line through a first select gate, and the NAND cell is connected. The other end of the type cell is connected to the source line via a second select gate, and the threshold value detecting means supplies the source line voltage to the NAND line.
To transfer to the bit line through the type cell to charge the bit line, and the non-selected control gate voltage and the first and second selection gate voltages are determined by the bit line voltage at the threshold value of the selected memory cell. In this way, the voltage transfer capability of the non-selected memory cell and the first and second selection transistors is controlled sufficiently.

【0015】電気的書き替え可能なn値(nは3以上の
自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置さ
れたメモリセルアレイと、メモリセルに書き込むデータ
を保持する第1、第2、…、第m(mは2(m-1) <n≦
m を満たす自然数)のデータ回路と、前記メモリセル
の書き込み動作後の状態が所望のデータの記憶状態にな
っているか否かを確認する書き込みベリファイ手段とを
備えたことを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells for storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and first, second, ... , M-th (m is 2 (m-1) <n ≤
A data circuit for a natural number) that satisfies 2 m, characterized in that the state after the write operation of the memory cell and a write verify means for checking whether or not it is the storage state of the desired data.

【0016】電気的書き替え可能なn値(nは3以上の
自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置さ
れたメモリセルアレイと、メモリセルに書き込むデータ
を保持する第1、第2、…、第m(mは2(m-1) <n≦
m を満たす自然数)のデータ回路と、前記メモリセル
の書き込み動作後の状態が所望のデータの記憶状態にな
っているか否かを確認する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動作後の
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、データ回路の内容を更新するデー
タ更新回路から成るデータ回路内容一括更新手段とを備
え、前記データ更新回路は1つのデータ回路の内容を参
照することを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells for storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and first, second, ... , M-th (m is 2 (m-1) <n ≤
A data circuit having a natural number satisfying 2 m, and a write verify unit for confirming whether or not the state after the write operation of the memory cell is a desired data storage state,
Data circuit contents batch updating means for updating the contents of the data circuit so that the contents of the data circuit and the state after the writing operation of the memory cell are rewritten only to the insufficiently written memory cells. And the data update circuit refers to the contents of one data circuit.

【0017】電気的書き替え可能なn値(nは3以上の
自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置さ
れたメモリセルアレイと、メモリセルのしきい値電圧を
検出するしきい値検出手段と、メモリセルに書き込むデ
ータを保持する第1、第2、…、第m(mは2(m-1)
n≦2m を満たす自然数)のデータ回路と、前記メモリ
セルの書き込み動作後の状態が所望のデータの記憶状態
になっているか否かを確認する書き込みベリファイ手段
とを備え、前記しきい値検出は、メモリセルのゲート電
極に第1のしきい値検出電圧を印加することにより、該
メモリセルが“1”状態であるか、あるいは“2”又は
“3”又は…“n”状態であるかを判定し、更に、メモ
リセルのゲート電極に第2のしきい値検出電圧を印加す
ることにより、該メモリセルが“1”または“2”状態
であるか、あるいは“3”、…、“n”状態であるかを
判定するように、メモリセルのゲート電極に第1、第
2、…、第(n−1)のしきい値検出電圧を印加するこ
とを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and a threshold detecting means for detecting the threshold voltage of the memory cells. , Holding the data to be written in the memory cell, the first, second, ..., Mth (m is 2 (m-1) <
(a natural number satisfying n ≦ 2 m ) and write verify means for confirming whether or not the state of the memory cell after the write operation is a desired data storage state, and the threshold detection Is in the “1” state, or in the “2” or “3” or ... “n” state by applying the first threshold voltage to the gate electrode of the memory cell. Whether or not the memory cell is in the “1” or “2” state, or “3”, ..., By applying the second threshold detection voltage to the gate electrode of the memory cell, It is characterized in that the first, second, ..., (n-1) th threshold detection voltage is applied to the gate electrode of the memory cell so as to determine whether it is in the "n" state.

【0018】電気的書き替え可能なn値(nは3以上の
自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置さ
れたメモリセルアレイと、メモリセルに書き込むデータ
を保持するデータ回路と、前記メモリセルの書き込み動
作後の状態が所望のデータの記憶状態になっているか否
かを確認する書き込みベリファイ手段とを備え、n種類
の書き込み状態に書き込みを行う書き込み動作に際し、
k(kは2≦k≦nを満たす自然数)種類の書き込み状
態に書き込みを行うメモリセルに対してほぼ同時に第1
の書き込みを行い、第1の書き込み動作の前あるいは後
に、n−k種類の書き込み状態に書き込みを行うメモリ
セルに書き込みを行うことを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells for storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, a data circuit for holding data to be written in the memory cells, and the memory cells. And a write verify unit that confirms whether or not the state after the write operation is the storage state of desired data, and in the write operation for writing in n kinds of write states,
First at almost the same time with respect to the memory cells to be written in k (k is a natural number satisfying 2 ≦ k ≦ n) kinds of write states.
Writing is performed, and before or after the first writing operation, writing is performed in a memory cell in which writing is performed in nk kinds of writing states.

【0019】“1”状態が消去状態であり、“2”状
態、“3”状態、…、“n”状態が書き込み状態である
ような、電気的書き替え可能なn値(nは3以上の自然
数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置された
メモリセルアレイと、メモリセルに書き込むデータを保
持するデータ回路と、前記メモリセルの書き込み動作後
の状態が所望のデータの記憶状態になっているか否かを
確認する書き込みベリファイ手段とを備え、書き込み時
に、n種類の書き込み動作のうち、“3”状態、…、及
び“n”状態に書き込みを行うメモリセルにほぼ同時に
第1の書き込み動作を行い、前記第2の書き込み動作の
前あるいは後に、“2”状態に書き込みを行うことを特
徴とする。
An electrically rewritable n value (n is 3 or more) such that the "1" state is the erased state and the "2" state, the "3" state, ..., The "n" state is the written state. Memory cell array for storing memory cells), a data circuit for holding data to be written in the memory cells, and a state after the write operation of the memory cells becomes a desired data storage state. A write verifying means for confirming whether or not there is a write verifying means, and at the time of writing, a first write operation is performed almost at the same time in a memory cell to be written in “3” state, ... And writing to the “2” state before or after the second writing operation.

【0020】n値の書き込み状態で、“1”状態、
“2”状態、“3”、…“n”状態の順で書き込みしき
い値電圧が大きいことを特徴とする。
In the write state of n values, the "1" state,
It is characterized in that the write threshold voltage increases in the order of the “2” state, the “3”, ...

【0021】“1”状態、“2”状態、“3”状態、
…、“n”状態(nは3以上の自然数)を記憶状態とす
るような、電気的書き替え可能なn値を記憶するメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、
メモリセルとデータの授受を行う信号線と、メモリセル
から読み出した情報を保持する読み出しデータ保持回路
とを備え、メモリセルのしきい値が“i”状態とほぼ同
様または“i”状態以上であるか、あるいは“i”状態
よりも小さいかを調べる第iの読み出し動作を行い、読
み出しデータをデータ保持回路に保持し、その後、メモ
リセルのしきい値が“j”状態とほぼ同様または“j”
状態以上であるか、あるいは“j”状態よりも小さいか
を調べる第jの読み出し動作時には、メモリセルのデー
タが出力した信号線の電位を、前記データ保持回路に保
持したデータを参照して変えた後に、信号線の電位をセ
ンスすることを特徴とする。
"1" state, "2" state, "3" state,
..., a memory cell array in which memory cells that store electrically rewritable n values are arranged in a matrix such that the "n" state (n is a natural number of 3 or more) is stored.
A signal line for exchanging data with the memory cell and a read data holding circuit for holding information read from the memory cell are provided, and when the threshold value of the memory cell is almost the same as the "i" state or more than "i" state. There is an i-th read operation for checking whether or not the read data is in the “i” state, the read data is held in the data holding circuit, and thereafter, the threshold value of the memory cell is almost the same as that in the “j” state. j "
At the j-th read operation for checking whether it is equal to or more than the state or smaller than the “j” state, the potential of the signal line output from the data of the memory cell is changed with reference to the data held in the data holding circuit. After that, the potential of the signal line is sensed.

【0022】電気的書き替え可能なn値(nは3以上の
自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置さ
れたメモリセルアレイと、メモリセルとデータの授受を
行う信号線と、メモリセルに書き込むデータを保持する
データ回路と、前記メモリセルの書き込み動作後の状態
が所望のデータの記憶状態になっているか否かを確認す
る書き込みベリファイ手段とを備え、メモリセルの書き
込みデータを出力した信号線の電位を2度以上参照する
ことにより、前記データ回路の内容とメモリセルの書き
込み動作後の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、データ回路の内容を
更新する。
A memory cell array in which memory cells storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, a signal line for exchanging data with the memory cells, and a memory cell. A signal that outputs the write data of the memory cell, including a data circuit that holds the write data, and a write verify unit that confirms whether or not the state after the write operation of the memory cell is a storage state of desired data By referring to the potential of the line twice or more, the contents of the data circuit are updated so that the contents of the data circuit and the state after the writing operation of the memory cell are rewritten only to the insufficiently written memory cells. To do.

【0023】電気的書き替え可能なn値(nは3以上の
自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置さ
れたメモリセルアレイと、メモリセルのしきい値電圧を
検出するしきい値検出手段と、メモリセルに書き込むデ
ータを保持するデータ回路と、前記メモリセルの書き込
み動作後の状態が所望のデータの記憶状態になっている
か否かを確認する書き込みベリファイ手段とを備え、前
記しきい値検出は、メモリセルのゲート電極に第1のし
きい値検出電圧を印加することにより、該メモリセルが
“1”状態であるか、あるいは“2”又は“3”又は
…、“n”状態であるかを判定し、更に、メモリセルの
ゲート電極に第2のしきい値検出電圧を印加することに
より、該メモリセルが“1”または“2”状態である
か、あるいは“3”、…、“n”状態であるかを判定す
るように、メモリセルのゲート電極に第1、第2、…、
第(n−1)のしきい値検出電圧を印加し、メモリセル
の書き込みデータを出力した信号線の電位を2度以上参
照することにより、前記データ回路の内容とメモリセル
の書き込み動作後の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、データ回路の
内容を更新することを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and a threshold detecting means for detecting the threshold voltage of the memory cells. A data circuit for holding data to be written in the memory cell, and write verify means for confirming whether or not the state of the memory cell after the write operation is a desired data storage state, The detection is performed by applying a first threshold detection voltage to the gate electrode of the memory cell so that the memory cell is in the "1" state, or the "2" or "3" or ..., "n" state. Whether or not the memory cell is in the "1" or "2" state, or "3" by applying the second threshold voltage to the gate electrode of the memory cell. , To determine whether the "n" state, first the gate electrode of the memory cell, second, ...,
By applying the (n-1) th threshold detection voltage and referring to the potential of the signal line that outputs the write data of the memory cell more than once, the contents of the data circuit and the memory cell write operation after the write operation are performed. It is characterized in that the contents of the data circuit are updated so that rewriting is performed only from a state where the memory cells in which writing is insufficient are performed.

【0024】nは4以上であることを特徴とする。N is 4 or more.

【0025】電気的書き替え可能なn値(nは3以上の
自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置さ
れたメモリセルアレイと、メモリセルに書き込むデータ
を保持するm個のデータ回路と、前記メモリセルの書き
込み動作後の状態が所望のデータの記憶状態になってい
るか否かを確認する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動作後の状態か
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、データ回路の内容を更新するデータ更新
回路から成るデータ回路内容一括更新手段とを備え、前
記データ更新回路は1つのデータ回路の内容を参照する
ことを特徴とする。
A memory cell array in which memory cells for storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and m data circuits for holding data to be written in the memory cells, Write verifying means for confirming whether or not the state of the memory cell after the write operation is a desired data storage state, and the content of the data circuit and the state of the memory cell where the write operation is insufficient from the state after the write operation of the memory cell And a data circuit content batch updating unit configured to update the content of the data circuit so as to rewrite only the cell, and the data updating circuit refers to the content of one data circuit. Characterize.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】<実施の形態1>図1は、この発明の第1
の実施の形態に係る多値記憶NAND型EEPROMの
構成を示す構成図である。
<First Embodiment> FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram showing a configuration of a multi-value storage NAND EEPROM according to the embodiment of FIG.

【0028】図1に示すように、第1の実施の形態に係
る多値記憶NAND型EEPROMは、オープンビット
型と呼ばれる構成を有している。オープンビット型の多
値記憶NAND型EEPROMは、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1A、
1Bそれぞれに対して設けられたロウ系回路2A、2B
と、メモリセルアレイ1A、1Bそれぞれで共通に使用
されるカラム系回路3**とを有している。
As shown in FIG. 1, the multi-value storage NAND type EEPROM according to the first embodiment has a structure called an open bit type. The open bit type multi-value storage NAND type EEPROM is a memory cell array 1A configured by arranging memory cells in a matrix,
Row related circuits 2A, 2B provided for each 1B
And a column system circuit 3 ** commonly used in each of the memory cell arrays 1A and 1B.

【0029】ロウ系回路2A、2Bには、アドレス入力
回路(アドレスバッファ)4から出力されたアドレス信
号を受け、受けたアドレス信号に基いて、メモリセルア
レイのロウを選択するロウデコーダと、ロウデコーダの
出力に基いて、メモリセルアレイのワード線を駆動する
ワード線駆動回路が含まれている。NAND型EEPR
OMの場合、ワード線は、選択ゲートSG(SGA、S
GB)および制御ゲートCG(CGA、CGB)を指
す。そして、ワード線駆動回路は、制御ゲート/選択ゲ
ート駆動回路と読み替えられる。
The row related circuits 2A and 2B receive the address signal output from the address input circuit (address buffer) 4, select a row of the memory cell array based on the received address signal, and a row decoder. A word line drive circuit for driving the word line of the memory cell array based on the output of the. NAND type EEPR
In the case of OM, the word line is a select gate SG (SGA, S
GB) and control gate CG (CGA, CGB). The word line drive circuit can be read as a control gate / select gate drive circuit.

【0030】また、メモリセルアレイ1A、1Bそれぞ
れで共通に使用されるカラム系回路3**には、アドレス
バッファ4から出力されたアドレス信号を受け、受けた
アドレス信号に基いて、メモリセルアレイのカラムを選
択するカラムデコーダと、カラムデコーダの出力に基い
て、メモリセルアレイのカラムを選択するカラム選択線
を駆動するカラム選択線駆動回路とが含まれている。
Further, the column system circuit 3 ** commonly used in each of the memory cell arrays 1A and 1B receives the address signal output from the address buffer 4 and, based on the received address signal, the column of the memory cell array. And a column select line drive circuit that drives a column select line that selects a column of the memory cell array based on the output of the column decoder.

【0031】さらに、カラム系回路3**には、メモリセ
ルへの書き込みデータを一時的に保持したり、メモリセ
ルのデータを読み出したりするためのデータ回路(ビッ
ト線制御回路)が含まれている。
Further, the column system circuit 3 ** includes a data circuit (bit line control circuit) for temporarily holding the write data to the memory cell and reading the data of the memory cell. There is.

【0032】ビット線制御回路は、データ入出力線IO
を介して、データ入出力回路(データ入出力バッファ)
5に接続されている。また、ビット線制御回路は、ビッ
ト線BLaを介して、メモリセルアレイ1Aのメモリセ
ルに、ビット線BLbを介して、メモリセルアレイ1B
のメモリセルにそれぞれ接続されている。
The bit line control circuit uses the data input / output line IO.
Through the data input / output circuit (data input / output buffer)
5 is connected. In addition, the bit line control circuit causes the memory cell of the memory cell array 1A via the bit line BLa and the memory cell array 1B via the bit line BLb.
Of memory cells.

【0033】ビット線制御回路は、データを書き込むと
き、書き込みデータを、データ入出力バッファ5から受
け、受けた書き込みデータをメモリセルへ入力する。ま
た、ビット線制御回路は、データを読み出すとき、読み
出しデータを、メモリセルから受け、受けた読み出しデ
ータをデータ入出力バッファ5へ出力する。
When writing data, the bit line control circuit receives the write data from the data input / output buffer 5 and inputs the received write data to the memory cell. When reading data, the bit line control circuit receives the read data from the memory cell and outputs the received read data to the data input / output buffer 5.

【0034】データ入出力バッファ5は、データ入出力
制御を行うもので、EEPROMの外部から入力された
書き込みデータをメモリコアへ導いたり、メモリコアか
ら読み出された読み出しデータを、EEPROMの外部
へ出力したりする。
The data input / output buffer 5 performs data input / output control and guides write data input from the outside of the EEPROM to the memory core, or reads read data from the memory core to the outside of the EEPROM. To output.

【0035】書き込み終了検知回路18は、ビット線制
御回路の出力に基いて、データ書き込みが終了したか否
かを検知する。
The write end detection circuit 18 detects whether or not the data write is completed based on the output of the bit line control circuit.

【0036】図2は、図1に示すメモリセルアレイ、お
よびカラム系回路の構成を示す構成図である。図3は、
図2に示すメモリセルからデータを読み出すときを示す
図で、(a)図は電圧の入力状態を示す図、(b)図は
電圧の入力波形と、ビット線に現れる出力波形とを示す
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the configurations of the memory cell array and column system circuit shown in FIG. FIG.
2A and 2B are diagrams showing a case where data is read from the memory cell shown in FIG. 2, wherein FIG. 7A is a diagram showing a voltage input state, and FIG. 4B is a diagram showing a voltage input waveform and an output waveform appearing on a bit line. Is.

【0037】図2に示すように、メモリセルアレイ1
A、1Bにはそれぞれ、メモリセルMCがマトリクス状
に配置されている。
As shown in FIG. 2, the memory cell array 1
Memory cells MC are arranged in a matrix in each of A and 1B.

【0038】また、カラム系回路3**には、m個のデー
タ回路(ビット線制御回路)6**が含まれている。ビッ
ト線制御回路6**は、1本のビット線BLa、および1
本のビット線BLbに接続されている。
The column circuit 3 ** includes m data circuits (bit line control circuits) 6 ** . The bit line control circuit 6 ** includes one bit line BLa and one bit line BLa.
It is connected to the book bit line BLb.

【0039】また、図3(a)に示すように、NAND
型EEPROMでは、1つのセルMCには、互いに直列
に接続された複数のメモリセルトランジスタM1〜M4
が含まれ、NAND型のセルMCを構成している。セル
MCの一端は、選択トランジスタS1を介してビット線
BLに接続され、その他端は、選択トランジスタS2を
介して、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トランジスタMのグループは、“ペ
ージ”と呼ばれる単位を形成する。データの書き込みお
よび読み出しは、“ページ”で同時に行われる。また、
4本の制御ゲートCG1〜CG4に接続されるメモリセ
ルトランジスタMのグループは、“ブロック”と呼ばれ
る単位を形成する。“ページ”、および“ブロック”は
それぞれ、制御ゲート/選択ゲート駆動回路によって選
択される。
Further, as shown in FIG.
In the EEPROM, one cell MC has a plurality of memory cell transistors M1 to M4 connected in series.
Are included to form a NAND cell MC. One end of the cell MC is connected to the bit line BL via the selection transistor S1, and the other end is connected to the source line VS via the selection transistor S2. The group of memory cell transistors M sharing the control gate CG form a unit called a "page". Data writing and reading are performed simultaneously in "pages". Also,
A group of memory cell transistors M connected to the four control gates CG1 to CG4 form a unit called a “block”. The "page" and the "block" are selected by the control gate / select gate driving circuit.

【0040】メモリセルトランジスタMは、多値のデー
タは、しきい値のレベルにより記憶する。そして、この
発明に係る装置では、しきい値のレベルを、図3(a)
および(b)に示されるようにして読み出す。ここでは
制御ゲートCG2を有するメモリセルトランジスタM2
が選択されている。図3(a)に見られるように電圧を
各部に印加し、ビット線BLはフローティングにする。
ビット線BLを前もって0Vにリセットしておくと、ビ
ット線BLは共通ソース線VsによってNANDセルを
通して充電される。この充電されたビット線BLの電位
が選択されたメモリセルM2のしきい値によって決まる
ように、各選択ゲート、制御ゲート電圧は制御される。
The memory cell transistor M stores multivalued data according to the threshold level. Then, in the device according to the present invention, the threshold level is set as shown in FIG.
And as shown in (b). Here, a memory cell transistor M2 having a control gate CG2
Is selected. As shown in FIG. 3A, a voltage is applied to each part and the bit line BL is made floating.
If the bit line BL is reset to 0V in advance, the bit line BL is charged by the common source line Vs through the NAND cell. Each select gate and control gate voltage is controlled so that the charged potential of the bit line BL is determined by the threshold value of the selected memory cell M2.

【0041】この例では、選択ゲートSG1、2、制御
ゲートCG1、CG3〜4を6Vに、選択された制御ゲ
ートCG2を2Vに、共通ソース線Vsを6Vにする。
各部の電圧波形は図3(b)に示されている。例えばビ
ット線BLの電位が0Vであればしきい値は2V以上、
ビット線電位が3.5Vであればしきい値は−1.5V
以下である。ただし以下の実施の形態では、説明を簡略
化するため、しきい値という表現は、バックバイアスを
考慮したものとする。
In this example, the selection gates SG1 and SG2, the control gates CG1 and CG3 to CG4 are set to 6V, the selected control gate CG2 is set to 2V, and the common source line Vs is set to 6V.
The voltage waveform of each part is shown in FIG. For example, if the potential of the bit line BL is 0V, the threshold value is 2V or more,
If the bit line potential is 3.5V, the threshold is -1.5V
It is as follows. However, in the following embodiments, in order to simplify the description, the expression "threshold value" takes into consideration the back bias.

【0042】消去動作によってメモリセルの浮遊ゲート
から電子が放出された後、書き込みデータに従う書き込
み動作によって電子が浮遊ゲートに注入される。
After the electrons are emitted from the floating gate of the memory cell by the erase operation, the electrons are injected into the floating gate by the write operation according to the write data.

【0043】図4は、ビット線に現れる出力電圧と、メ
モリセルの数とを関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output voltage appearing on the bit line and the number of memory cells.

【0044】1つのメモリセルに3つの状態(データ”
0”、”1”、”2”)を持たせる場合、例えば図4の
様に読みだし時のビット線出力電圧が3.5〜4.5V
となる状態(しきい値で約−2.5V〜−1.5V)を
データ”0”(消去状態)、ビット線出力電圧が1.5
〜2.5Vとなる状態(しきい値で約−0.5V〜0.
5V)をデータ”1”、ビット線出力電圧が0〜0.5
Vとなる状態(しきい値で約1.5V〜2.5V)をデ
ータ”2”とすればよい。
There are three states (data) in one memory cell.
0 "," 1 "," 2 "), for example, the bit line output voltage at the time of reading is 3.5 to 4.5V as shown in FIG.
When the threshold voltage is about -2.5V to -1.5V, the data is "0" (erased state) and the bit line output voltage is 1.5.
.About.2.5 V (a threshold value of about -0.5 V to 0.
5V) is data "1", bit line output voltage is 0 to 0.5
The state of V (a threshold value of about 1.5 V to 2.5 V) may be set as the data “2”.

【0045】図5は、図2に示すデータ回路の回路図で
ある。図5に示すデータ回路は、3値記憶を例に構成さ
れている。
FIG. 5 is a circuit diagram of the data circuit shown in FIG. The data circuit shown in FIG. 5 is configured by taking ternary storage as an example.

【0046】図5に示すように、nチャネルMOSトラ
ンジスタQn21、Qn22、Qn23とpチャネルM
OSトランジスタQp9、Qp10、Qp11により構
成されるフリップ・フロップFF1と、nチャネルMO
S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
により構成されるFF2とには、書き込み/読み出しデ
ータがラッチされる。また、これらはセンスアンプとし
ても動作する。
As shown in FIG. 5, n-channel MOS transistors Qn21, Qn22, Qn23 and p-channel M are provided.
A flip-flop FF1 composed of OS transistors Qp9, Qp10, Qp11 and an n-channel MO
S transistors Qn29, Qn30, Qn31 and p-channel MOS transistors Qp16, Qp17, Qp18
Write / read data is latched in the FF2 configured by. These also operate as sense amplifiers.

【0047】フリップ・フロップFF1は「“0”書き
込みをするか、あるいは“1”書き込みまたは“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、あ
るいは“1”の情報を保持しているか、または“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セ
ンスしラッチする。フリップ・フロップFF2は
「“1”書き込みをするか、または“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「“1”の情報を保持しているか、あるいは“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
センスしラッチする。
The flip-flop FF1 latches "whether" 0 "is written, or" 1 "is written or" 2 "is written" as write data information, and the memory cell holds "0" information. Is being carried out, or is it holding "1" information, or is it holding "2" information? "Is sensed and latched as read data information. The flip-flop FF2 latches "whether" 1 "is written or" 2 "is written" as write data information, and the memory cell holds "1" information or "2".
"Have information held?" Is sensed and latched as read data information.

【0048】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
IOC、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。データ入出力線IOA、IOB、IOC、I
ODは、図1中のデータ入出力バッファ5にも接続され
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. The data input / output lines IOC, IOD and the flip-flop FF2 are connected via n-channel MOS transistors Qn35, Qn36. Data input / output lines IOA, IOB, IOC, I
The OD is also connected to the data input / output buffer 5 in FIG.

【0049】nチャネルMOSトランジスタQn27、
Qn28、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。nチャネルMOSトラ
ンジスタQn26、Qn34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F
F1、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、FF2とMOSキャパ
シタQd2の接続を制御する。
N-channel MOS transistor Qn27,
The gates of Qn28, 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 n-channel MOS transistors Qn26 and Qn34 equalize the flip-flops FF1 and FF2 with the signals ECH1 and ECH2 being "H". The n-channel MOS transistors Qn24 and Qn32 are flip-flops F
The connection between F1 and FF2 and the MOS capacitor Qd1 is controlled. N-channel MOS transistors Qn25, Qn33
Controls the connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd2.

【0050】pチャネルMOSトランジスタQp12、
Qp13で構成される回路は、活性化信号VRFYBA
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Qp14、Qp15で構
成される回路は、活性化信号VRFYBB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。nチャネルMO
SトランジスタQn1、Qn2で構成される回路は、活
性化信号VRFYBA1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Q
n3、Qn4で構成される回路は、活性化信号VRFY
BB1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Qd2のゲート電圧を変更す
る。
P-channel MOS transistor Qp12,
The circuit composed of Qp13 has an activation signal VRFYBA.
Changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF1.
The circuit composed of p-channel MOS transistors Qp14 and Qp15 changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 according to the data of the flip-flop FF1 by the activation signal VRFYBB. n-channel MO
The circuit composed of the S transistors Qn1 and Qn2 changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF2 by the activation signal VRFYBA1. n channel MOS transistor Q
The circuit composed of n3 and Qn4 has an activation signal VRFY.
The gate voltage of the MOS capacitor Qd2 is changed by BB1 according to the data of the flip-flop FF2.

【0051】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M
OS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MOS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
BLCA、BLCBによって、データ回路3とビット線
BLa、BLbの接続をそれぞれ制御する。nチャネル
MOS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。pチャネルMOS
トランジスタQp12、Qp13で構成される回路、p
チャネルMOSトランジスタQp14、Qp15で構成
される回路、nチャネルMOS トランジスタQn1,Qn
2で構成される回路、およびnチャネルMOS トランジス
タQn3,Qn4で構成される回路は、ビット線電圧制
御回路でもある。
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 set to M by the signal PREA.
The OS capacitor Qd1 is charged to the voltage VA. The n-channel MOS transistor Qn38 charges the MOS capacitor Qd2 to the voltage VB by the signal PREB. The n-channel MOS transistors Qn39 and Qn40 control the connection between the data circuit 3 and the bit lines BLa and BLb by the signals BLCA and BLCB, respectively. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn37 and Qn38 also serves as the bit line voltage control circuit. p-channel MOS
A circuit composed of transistors Qp12 and Qp13, p
A circuit composed of channel MOS transistors Qp14 and Qp15, n-channel MOS transistors Qn1 and Qn
The circuit composed of 2 and the circuit composed of n-channel MOS transistors Qn3 and Qn4 are also bit line voltage control circuits.

【0052】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を、動作波形図に従って説明する。以下では制御
ゲートCG2Aが選択されている場合を示す。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation of will be described with reference to an operation waveform diagram. Hereinafter, a case where the control gate CG2A is selected will be described.

【0053】<読み出し動作>図6は、読み出し動作を
示す動作波形図である。
<Read Operation> FIG. 6 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【0054】図6に示すように、まず、時刻t1Rに、制
御ゲート・選択ゲート駆動回路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2V、非選択制
御ゲートCG1A、CG3A、CG4Aと選択ゲートS
G1A、SG2Aは6Vにされる。メモリセルのソース
電位は6Vにされる。メモリセルが“0”の場合にはビ
ット線BLaは3.5V以上に、“1”の場合にはビッ
ト線BLaは1.5V以上2.5V以下に、“2”の場
合には0.5V以下になる。ダミービット線BLbはV
Bから3Vに充電される。nチャネルMOSトランジス
タQn40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。
As shown in FIG. 6, first, at time t1R, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / select gate drive circuit is 2V, the non-selected control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate. S
G1A and SG2A are set to 6V. The source potential of the memory cell is set to 6V. When the memory cell is "0", the bit line BLa is 3.5 V or more, when it is "1", the bit line BLa is 1.5 V or more and 2.5 V or less, and when it is "2", it is 0. It becomes 5V or less. The dummy bit line BLb is V
Charged from B to 3V. When the voltage drop corresponding to the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn40 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted.

【0055】時刻t2RにキャパシタQd1、Qd2のノ
ードN1、N2が1.5Vにされた後フローティングに
される。時刻t3RにBLCA、BLCBがVCC(例え
ば5V)になり、ビット線BLa,BLbの電位がN
1、N2に転送される。その後、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Q
d2は切り離される。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、信号RV1A、RV1Bが“H”と
なる。nチャネルMOSトランジスタQn24、Qn2
5のしきい値分の電圧降下分が問題になるときは、信号
RV1A,RV1Bを昇圧すればよい。時刻t4Rに再
度、信号SAN1、SAP1がそれぞれ“H”、“L”
となることで、ノードN1、N2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”或
いは、“1”または“2”か」がフリップ・フロップF
F1によってセンスされ、その情報はラッチされる。
At time t2R, the nodes N1 and N2 of the capacitors Qd1 and Qd2 are set to 1.5V and then made floating. At time t3R, BLCA and BLCB become VCC (for example, 5V), and the potentials of the bit lines BLa and BLb become N.
1 is transferred to N2. After that, the signal BLCA,
BLCB becomes "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Q.
d2 is separated. 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". n-channel MOS transistors Qn24, Qn2
When the voltage drop corresponding to the threshold value of 5 becomes a problem, the signals RV1A and RV1B may be boosted. At time t4R, the signals SAN1 and SAP1 are again "H" and "L", respectively.
As a result, the voltages at the nodes N1 and N2 are sensed and latched. Then, "whether the data of the memory cell is" 0 "," 1 "or" 2 "" is the flip-flop F.
Sensed by F1, the information is latched.

【0056】次に、メモリセルが“1”であるかまたは
“2”であるかがセンスされる。
Next, it is sensed whether the memory cell is "1" or "2".

【0057】時刻t5Rにダミービット線BLbがVBか
ら1Vに充電される。時刻t6RにキャパシタQd1、Q
d2のノードN1、N2が1.5Vにされた後フローテ
ィングにされる。再度、信号BLCA、BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り
離される。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。時刻
t7Rに再度、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。これで、メモリセルのデータが
“1”であるか“2”であるかがフリップ・フロップF
F2によってセンスされ、その情報はラッチされる。
At time t5R, dummy bit line BLb is charged from VB to 1V. Capacitors Qd1 and Q at time t6R
The nodes N1 and N2 of d2 are made to be floating after being set to 1.5V. The signals BLCA and BLCB are again set to "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
The d1, bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated. The signals SAN2 and SAP2 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized.
After that, the signals RV2A and RV2B become "H". At time t7R, the signals SAN2 and SAP2 again become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. The flip-flop F determines whether the data in the memory cell is "1" or "2".
Sensed by F2, that information is latched.

【0058】図7は、フリップ・フロップFF1、FF
2がセンスし、ラッチする読み出しデータを示す図であ
る。
FIG. 7 shows flip-flops FF1 and FF.
FIG. 3 is a diagram showing read data which 2 senses and latches.

【0059】この時のフリップ・フロップFF1、FF
2のデータは、図7のようになり、データ入出力線IO
A、IOB、IOC、IODに読み出しデータが出力さ
れる。
Flip-flops FF1 and FF at this time
The data of 2 is as shown in FIG. 7, and the data input / output line IO
Read data is output to A, IOB, IOC, and IOD.

【0060】チップ外部への出力データは、入出力バッ
ファ5で、データ入力線IOA、IOB、IOC、IO
Dに出力された信号をもとに変換したものもよい。
Output data to the outside of the chip is input / output buffer 5 to data input lines IOA, IOB, IOC, IO.
It may be converted based on the signal output to D.

【0061】<書き込み動作>書き込み動作前に、入力
された2ビット分のデータは、データ入出力バッファ4
で変換されて、データ回路6**に入力される。
<Write Operation> Before the write operation, the input 2-bit data is the data input / output buffer 4
Is converted by and input to the data circuit 6 ** .

【0062】図8は、データ回路6**に入力され、フリ
ップ・フロップFF1、FF2がラッチする書き込みデ
ータを示す図である。4値データとデータ入出力線IO
A、IOB、IOC、IODの関係は図8のとうりであ
る。
FIG. 8 is a diagram showing write data input to the data circuit 6 ** and latched by the flip-flops FF1 and FF2. 4-level data and data input / output line IO
The relationship among A, IOB, IOC, and IOD is as shown in FIG.

【0063】変換された3値データは、カラム活性化信
号CENBが“H”で、アドレス信号で指定されたカラ
ム番地のデータ回路に転送される。
The converted ternary data is transferred to the data circuit at the column address designated by the address signal when the column activation signal CENB is "H".

【0064】図9は、書き込み動作を示す動作波形図で
ある。
FIG. 9 is an operation waveform diagram showing a write operation.

【0065】時刻t1w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t2wに信号R
V2Aが1.5V とされる。これによって、データ“2”
が保持されているカラムで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”または“1”
書き込み時にはnチャネルMOSトランジスタQn32
は“OFF”、“2”書き込み時には“ON”となる。
その後、時刻t3wにVRFYBAが0Vになり、データ
“0”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(例えば5V)がビット線に出力さ
れる。
At time t1w, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 1V and the bit line BLa becomes 1V.
When the voltage drop corresponding to the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn39 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted. Then, the signal PRE becomes "L" and the bit line is floated. Next, at time t2w, the signal R
V2A is set to 1.5V. By this, data “2”
In the column in which is held, the bit line control voltage 0V is applied to the bit line. n channel MOS transistor Q
If the threshold value of n32 is 1 V, it is "0" or "1".
During writing, n-channel MOS transistor Qn32
Is "OFF", and is "ON" when writing "2".
After that, VRFYBA becomes 0V at time t3w, and the bit line write control voltage VCC (for example, 5V) is output to the bit line from the data circuit holding the data "0".

【0066】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1V,“2”書
き込みするビット線は0Vになる。
As a result, the bit line for writing "0" becomes VCC, the bit line for writing "1" becomes 1V, and the bit line for writing "2" becomes 0V.

【0067】時刻t1wに制御ゲート・選択ゲート駆動回
路によって、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“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、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。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、
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。チャネル電位を1Vにしているのは、“2”データ書
き込みより電子の注入量が少なくてよいからである。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、SAN2、VRFYB
B、PREB、BLCBは“H”、信号SAP1、SA
P2、RV1A、RV1B、RV2B、ECH1、EC
H2は“L”、電圧VBは0Vである。
At time t1w, the select gate SG1 of the block selected by the control gate / select gate driving circuit 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 in which the data “2” is held, 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. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “1”,
Due to the potential difference between the channel potential of 1 V and the VPP of the control gate, electrons are injected into the floating gate and the threshold value rises. The channel potential is set to 1V because the electron injection amount may be smaller than that in writing "2" data. In the memory cell corresponding to the data circuit in which the data “0” is held, since the potential difference between the channel potential and VPP of the control gate is small, electrons are not effectively injected into the floating gate. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change.
During write operation, signals SAN1, SAN2, VRFYB
B, PREB, BLCB are “H”, signals SAP1, SA
P2, RV1A, RV1B, RV2B, ECH1, EC
H2 is "L" and the voltage VB is 0V.

【0068】<ベリファイ読み出し動作>図10は、ベ
リファイ読み出し動作を示す動作波形図である。
<Verify Read Operation> FIG. 10 is an operation waveform diagram showing the verify read operation.

【0069】まず、時刻t1RV に、制御ゲート・選択ゲ
ート駆動回路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2V、非選択制御ゲートCG1
A、CG3A、CG4Aと選択ゲートSG1A、SG2
Aは6Vにされる。メモリセルのソース電位は6Vにさ
れる。“0”書き込みの場合にはビット線BLaは3.
5V以上になる。“1”書き込み十分の場合にはビット
線BLaは2.5V以下に、“1”書き込み不十分の場
合には1.5V以上になる。“2”書き込み十分の場合
には0.5V以下に、“2”書き込み不十分の場合には
0.5V以上になる。ダミービット線BLbはVBから
2.5Vに充電される。ダミービット線BLbの電位を
“1”読み出し時の3Vよりも0.5Vだけ小さくして
いるのは、メモリセルを十分に書き込むためである。ま
たnチャネルMOSトランジスタQn40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。
First, at time t1RV, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit is 2V, and the non-selection control gate CG1.
A, CG3A, CG4A and select gates SG1A, SG2
A is set to 6V. The source potential of the memory cell is set to 6V. In the case of writing "0", the bit line BLa is 3.
5V or more. When "1" writing is sufficient, the bit line BLa becomes 2.5 V or less, and when "1" writing is insufficient, 1.5 V or more. When "2" writing is sufficient, it becomes 0.5 V or less, and when "2" writing is insufficient, it becomes 0.5 V or more. The dummy bit line BLb is charged from VB to 2.5V. The potential of the dummy bit line BLb is reduced by 0.5V from 3V at the time of reading "1" in order to sufficiently write the memory cell. When the voltage drop corresponding to the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn40 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted.

【0070】時刻t2RV にキャパシタQd1、Qd2の
ノードN1、N2が1.5Vにされた後フローティング
にされる。そして、時刻t3RV にVRFYBB1が
“H”になる。この時、図7からわかるように、ノード
N6が“H”なのは“2”書き込みの場合だけである。
従って“2”書き込みするダミービット線BLbはVre
fから0.5Vになる。“2”書き込みのダミービット
線BLbの電位を“2”読み出し時の1Vよりも0.5
Vだけ小さくしているのは、メモリセルを十分に書き込
むためである。“0”または“1”書き込みの場合には
N6が“L”なのでnチャネルMOS トランジスタQn4
はオフし、ダミービット線BLbは2.5Vを保つ。
At time t2RV, the nodes N1 and N2 of the capacitors Qd1 and Qd2 are set to 1.5V and then made floating. Then, VRFYBB1 becomes "H" at time t3RV. At this time, as can be seen from FIG. 7, the node N6 is "H" only when "2" is written.
Therefore, the dummy bit line BLb for writing "2" is Vre
It becomes 0.5V from f. The potential of the dummy bit line BLb for writing "2" is 0.5 than 1 V for reading "2".
The reason why V is reduced is to sufficiently write the memory cell. In the case of writing "0" or "1", N6 is "L", so n-channel MOS transistor Qn4
Is turned off and the dummy bit line BLb is kept at 2.5V.

【0071】時刻t4RV に、BLCA、BLCBがVC
C(例えば5V)になり、ビット線BLa,BLbの電
位がN1、N2に転送される。その後、再度、信号BL
CA、BLCBが“L”となって、ビット線BLaとM
OS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。
At time t4RV, BLCA and BLCB are VC
It becomes C (for example, 5V), and the potentials of the bit lines BLa and BLb are transferred to N1 and N2. After that, signal BL again
CA and BLCB become "L", and bit lines BLa and M
The OS capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated.

【0072】時刻t5RV にRV1Aが1.5Vになる。
これによって、データ“0”書き込みするカラムではN
1が接地される。nチャネルMOSトランジスタQn2
4のしきい値を1Vとすると、“1”または“2”書き
込み時にはnチャネルMOSトランジスタQn24は
“OFF”、“0”書き込み時には“ON”となる。
At time t5RV, RV1A becomes 1.5V.
As a result, in the column where the data “0” is written, N
1 is grounded. n-channel MOS transistor Qn2
When the threshold value of 4 is 1 V, the n-channel MOS transistor Qn24 is "OFF" when writing "1" or "2", and is "ON" when writing "0".

【0073】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。nチャネルMOSトランジスタQn24、Qn25
のしきい値分の電圧降下分が問題になるときは、信号R
V1A,RV1Bを昇圧すればよい。時刻t4Rに再度、
信号SAN1、SAP1がそれぞれ“H”、“L”とな
ることで、ノードN1、N2の電圧がセンスされラッチ
される。
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. After that, the signals RV1A and RV1B become "H". N-channel MOS transistors Qn24, Qn25
When the voltage drop corresponding to the threshold value of
It is sufficient to boost V1A and RV1B. Again at time t4R,
When the signals SAN1 and SAP1 are set to "H" and "L", respectively, the voltages of the nodes N1 and N2 are sensed and latched.

【0074】以上のようにして、“1”書き込みデータ
を保持しているデータ回路では、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。メモリセルのデータが“1”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“1”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“1”に保持される。また、“2”
書き込みデータを保持しているデータ回路では、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。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”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, the data circuit holding the "1" write data detects whether or not the data in the corresponding memory cell is sufficiently in the "1" write state. If the data in the memory cell is "1", the write data is changed to "1" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. 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 N1 by the flip-flop FF1. Also, "2"
The data circuit holding the write data detects whether or not the data in the corresponding memory cell is sufficiently in the "2" write state. 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" write data is not changed.

【0075】書き込みベリファイ中、信号VRFYBB
は“H”、電圧Vsは0Vとする。
During the write verify, the signal VRFYBB
Is "H" and the voltage Vs is 0V.

【0076】“1”書き込みまたは“2”書き込みする
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、データ回路のノードN4はすべて“L”にな
る。つまり“1”書き込みまたは“2”書き込みする選
択されたすべてのメモリセルが十分に書き込まれると、
すべてのデータ回路6**-0、6**-1、…、6**-m-1、6
**-mのノードN3が“H”、N4が“L”になる。これ
を検出すると、“2”書き込みまたは“3”書き込みす
る全ての選択されたメモリセルが所望のしきい値に達し
たか否かがわかる。“2”書き込みおよび“3”書き込
み終了の検出は例えば、図5のように“2”、“3”書
き込み終了一括検知トランジスタQn5を用いればよ
い。ベリファイリード後、VRTを例えばVCCにプリ
チャージする。“1”または“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
N4は“H”なのでnチャネルMOS トランジスタQn5
はオンし、VRTは接地される。すべての“1”または
“2”書き込みするメモリセルが十分に書き込まれる
と、データ回路6**-0、6**-1、…、6**-m-1、6**-m
のノードN4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Qn5がオフにな
るのでVRTはプリチャージ電位を保つ。
If all the selected memory cells for "1" write or "2" write have reached the desired threshold value, all the nodes N4 of the data circuit become "L". In other words, when all the selected memory cells for writing "1" or "2" are sufficiently written,
All of the data circuit 6 ** -0,6 ** -1, ..., 6 ** -m-1,6
**- m node N3 becomes "H" and N4 becomes "L". When this is detected, it is possible to know whether or not all the selected memory cells for "2" write or "3" write have reached the desired threshold value. For detecting the end of "2" write and "3" write, for example, as shown in FIG. 5, the "2" and "3" write end batch detection transistors Qn5 may be used. After the verify read, VRT is precharged to VCC, for example. If there is even one memory cell for which "1" or "2" writing is insufficient, the node N4 of the data circuit is "H", and therefore the n-channel MOS transistor Qn5
Turns on and VRT is grounded. When all "1" or "2" memory cell to write is written to enough, the data circuit 6 ** -0,6 ** -1, ..., 6 ** -m-1,6 ** -m
Node N4 of "1" becomes "L". As a result, the n-channel MOS transistor Qn5 in all the data circuits is turned off, and VRT maintains the precharge potential.

【0077】上記第1の実施の形態に係る多値記憶NA
ND型EEPROMでは、データの書き込みを行う際
に、少なくとも1つのビット線電圧制御回路によって、
ビット線を所望のビット線書き込み制御電圧に充電す
る。このような装置であると、簡単な回路構成を持つ、
n(n≧2)値書き込みデータに応じたビット線書き込
み制御電圧を、ビット線に印加するビット線電圧制御回
路を実現することができる。
Multi-valued storage NA according to the first embodiment
In the ND type EEPROM, at the time of writing data, at least one bit line voltage control circuit
The bit line is charged to the desired bit line write control voltage. Such a device has a simple circuit configuration,
It is possible to realize a bit line voltage control circuit that applies a bit line write control voltage according to n (n ≧ 2) value write data to a bit line.

【0078】よって、カラム系回路3の回路規模が、特
にセンスアンプ回路、データラッチ回路、ベリファイ回
路の数が減ずることによって小さくなり、高集積化に適
した不揮発性半導体記憶装置を得ることができる。
Therefore, the circuit scale of the column system circuit 3 is reduced particularly by reducing the number of sense amplifier circuits, data latch circuits, and verify circuits, and a nonvolatile semiconductor memory device suitable for high integration can be obtained. .

【0079】<実施の形態2>次に、この発明の第2の
実施の形態に係る多値記憶NAND型EEPROMを説
明する。
<Second Embodiment> Next, a multi-valued memory NAND type EEPROM according to a second embodiment of the present invention will be described.

【0080】第1の実施の形態に係るEEPROMは、
多値のデータの数を、3値とした例を説明したが、第2
の実施の形態に係るEEPROM以降は、多値のデータ
の数を4値とした例を説明する。
The EEPROM according to the first embodiment is
The example in which the number of multi-valued data is three-valued has been described.
After the EEPROM according to the embodiment of the present invention, an example in which the number of multi-valued data is four will be described.

【0081】なお、第2の実施の形態に係るEEPRO
Mは、図1、図2に示した構成と同様な構成を持つ。
The EEPRO according to the second embodiment
M has the same configuration as that shown in FIGS.

【0082】図11は、4値記憶のときのメモリセルト
ランジスタのしきい値分布を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the threshold distribution of the memory cell transistor in the case of four-value storage.

【0083】EEPROMを4値記憶式とするときに
は、1つのメモリセルトランジスタMに、4つの書き込
み状態を設ける。4つの書き込み状態はそれぞれ、メモ
リセルトランジスタMのしきい値電圧により、互いに区
別される。
When the EEPROM is of a four-value storage type, one memory cell transistor M is provided with four write states. The four write states are distinguished from each other by the threshold voltage of the memory cell transistor M.

【0084】図11に示すように、電源電圧VCCが3
VであるEEPROMでは、データ“0”の状態は、デ
ータ消去後の状態と同じとし、例えば負のしきい値を持
たせる。また、データ“1”の状態には、例えば0.5
Vから0.8Vの間のしきい値を持たせる。データ
“2”の状態には、例えば1.5Vから1.8Vの間の
しきい値を持たせる。データ“3”の状態には、例えば
2.5Vから2.8Vの間のしきい値を持たせる。
As shown in FIG. 11, the power supply voltage VCC is 3
In the EEPROM of V, the state of data “0” is the same as the state after the data is erased, and has a negative threshold value, for example. Further, in the state of data “1”, for example, 0.5
It has a threshold value between V and 0.8V. The state of data "2" has a threshold value between 1.5V and 1.8V, for example. The state of data "3" has a threshold value between 2.5 V and 2.8 V, for example.

【0085】メモリセルトランジスタMからデータを読
み出すときには、制御ゲートCGに、3つの読み出し電
圧VCG2R、VCG3R、VCG1Rの順で印加す
る。
When reading data from the memory cell transistor M, three read voltages VCG2R, VCG3R and VCG1R are applied in this order to the control gate CG.

【0086】まず、制御ゲートCGに、読み出し電圧V
CG2Rを印加する。これにより、メモリセルトランジ
スタMが「ON」するか「OFF」するかで、記憶され
ているデータが「“0”、“1”」か、「“2”、
“3”」かが検出される。続けて、読み出し電圧VCG
3Rを印加すると、記憶されているデータが「“2”」
か、「“3”」かが検出され、さらに、読み出し電圧V
CG1Rを印加すると、データが「“0”」か、
「“1”」かが検出される。読み出し電圧VCG1R、
VCG2R、VCG3Rの一つの例は、それぞれ0V、
1V、2Vである。
First, the read voltage V is applied to the control gate CG.
Apply CG2R. As a result, depending on whether the memory cell transistor M is “ON” or “OFF”, the stored data is ““ 0 ”,“ 1 ””, “2”,
Whether "3""is detected. Next, read voltage VCG
When 3R is applied, the stored data is "2".
Or "3" is detected, and the read voltage V
When CG1R is applied, whether the data is ““ 0 ””,
Whether "" 1 "" is detected. Read voltage VCG1R,
One example of VCG2R, VCG3R is 0V,
It is 1V and 2V.

【0087】また、図11に示す電圧VCG1V、VC
G2V、VCG3Vは、ベリファイ読み出し電圧と呼ば
れるもので、データが十分に書き込まれたか否かをチェ
ックするとき(ベリファイ動作)に使用される読み出し
電圧である。ベリファイ読み出し電圧は、データを書き
込んだ後に制御ゲートCGに印加される。ベリファイ読
み出し電圧が制御ゲートCGに印加されたとき、メモリ
セルトランジスタMが「ON」するか「OFF」するか
で、メモリセルトランジスタMのしきい値が、書き込ま
れたデータに応じた範囲までシフトされているか否かを
知ることができる。これを利用して、十分な書き込みが
行われたか否かをチェックする。ベリファイ読み出し電
圧VCG1V、VCG2V、VCG3Vの一つの例は、
それぞれ0.5V、1.5V、2.5Vである。
Further, the voltages VCG1V and VC shown in FIG.
G2V and VCG3V are called verify read voltages and are read voltages used when checking whether or not data has been sufficiently written (verify operation). The verify read voltage is applied to the control gate CG after writing the data. When the verify read voltage is applied to the control gate CG, the threshold value of the memory cell transistor M is shifted to a range according to the written data depending on whether the memory cell transistor M is “ON” or “OFF”. You can know whether or not. Utilizing this, it is checked whether or not sufficient writing has been performed. One example of the verify read voltages VCG1V, VCG2V, VCG3V is:
They are 0.5V, 1.5V, and 2.5V, respectively.

【0088】図12は、この発明の第2の実施の形態に
係るEEPROMが有するデータ回路の回路図である。
図12に示すデータ回路は、4値記憶を例に構成されて
いる。
FIG. 12 is a circuit diagram of a data circuit included in the EEPROM according to the second embodiment of the present invention.
The data circuit shown in FIG. 12 is configured with four-value storage as an example.

【0089】図12に示すように、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により
構成されるフリップ・フロップFF1と、nチャネルM
OSトランジスタQn29、Qn30、Qn31とpチ
ャネルMOSトランジスタQp16、Qp17、Qp1
8により構成されるFF2とには、書き込み/読み出し
データがラッチされる。また、これらはセンスアンプと
しても動作する。
As shown in FIG. 12, a flip-flop FF1 composed of n-channel MOS transistors Qn21, Qn22 and Qn23 and p-channel MOS transistors Qp9, Qp10 and Qp11, and an n-channel M.
OS transistors Qn29, Qn30, Qn31 and p-channel MOS transistors Qp16, Qp17, Qp1
Write / read data is latched in the FF2 constituted by 8. These also operate as sense amplifiers.

【0090】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.

【0091】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
IOC、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。データ入出力線IOA、IOB、IOC、I
ODは、図1に示したデータ入出力バッファ5にも接続
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. The data input / output lines IOC, IOD and the flip-flop FF2 are connected via n-channel MOS transistors Qn35, Qn36. Data input / output lines IOA, IOB, IOC, I
The OD is also connected to the data input / output buffer 5 shown in FIG.

【0092】nチャネルMOSトランジスタQn27、
Qn28、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。nチャネルMOSトラ
ンジスタQn26、Qn34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F
F1、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、FF2とMOSキャパ
シタQd2の接続を制御する。
N-channel MOS transistor Qn27,
The gates of Qn28, 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 n-channel MOS transistors Qn26 and Qn34 equalize the flip-flops FF1 and FF2 with the signals ECH1 and ECH2 being "H". The n-channel MOS transistors Qn24 and Qn32 are flip-flops F
The connection between F1 and FF2 and the MOS capacitor Qd1 is controlled. N-channel MOS transistors Qn25, Qn33
Controls the connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd2.

【0093】pチャネルMOSトランジスタQp12、
Qp13で構成される回路は、活性化信号VRFYBA
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Qp14、Qp15で構
成される回路は、活性化信号VRFYBB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。nチャネルMO
SトランジスタQn1、Qn2で構成される回路は、活
性化信号VRFYBA1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Q
n3、Qn4で構成される回路は、活性化信号VRFY
BB1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Qd2のゲート電圧を変更す
る。
P channel MOS transistor Qp12,
The circuit composed of Qp13 has an activation signal VRFYBA.
Changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF1.
The circuit composed of p-channel MOS transistors Qp14 and Qp15 changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 according to the data of the flip-flop FF1 by the activation signal VRFYBB. n-channel MO
The circuit composed of the S transistors Qn1 and Qn2 changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF2 by the activation signal VRFYBA1. n channel MOS transistor Q
The circuit composed of n3 and Qn4 has an activation signal VRFY.
The gate voltage of the MOS capacitor Qd2 is changed by BB1 according to the data of the flip-flop FF2.

【0094】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M
OS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MOS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
BLCA、BLCBによって、データ回路3とビット線
BLa、BLbの接続をそれぞれ制御する。nチャネル
MOS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。pチャネルMOS
トランジスタQp12、Qp13で構成される回路、p
チャネルMOSトランジスタQp14、Qp15で構成
される回路、nチャネルMOS トランジスタQn1,Qn
2で構成される回路、およびnチャネルMOS トランジス
タQn3,Qn4で構成される回路は、ビット線電圧制
御回路でもある。また、フリップフロップFF2とnチ
ャネルMOSトランジスタQn32、Qn33で構成さ
れる回路も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 set to M by the signal PREA.
The OS capacitor Qd1 is charged to the voltage VA. The n-channel MOS transistor Qn38 charges the MOS capacitor Qd2 to the voltage VB by the signal PREB. The n-channel MOS transistors Qn39 and Qn40 control the connection between the data circuit 3 and the bit lines BLa and BLb by the signals BLCA and BLCB, respectively. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn37 and Qn38 also serves as the bit line voltage control circuit. p-channel MOS
A circuit composed of transistors Qp12 and Qp13, p
A circuit composed of channel MOS transistors Qp14 and Qp15, n-channel MOS transistors Qn1 and Qn
The circuit composed of 2 and the circuit composed of n-channel MOS transistors Qn3 and Qn4 are also bit line voltage control circuits. Further, the circuit composed of the flip-flop FF2 and the n-channel MOS transistors Qn32 and Qn33 also serves as the bit line voltage control circuit.

【0095】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を、動作波形図に従って説明する。以下では制御
ゲートCG2Aが選択されている場合を示す。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation of will be described with reference to an operation waveform diagram. Hereinafter, a case where the control gate CG2A is selected will be described.

【0096】<読み出し動作>図13は、読み出し動作
を示す動作波形図である。
<Read Operation> FIG. 13 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【0097】図13に示すように、まず、時刻t1R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Qd2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PR
EA、PREBが“L”となって、MOSキャパシタQ
d1、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。続いて、時刻t2Rに制御ゲー
ト・選択ゲート駆動回路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SG1
A、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。この
後、時刻t3Rに信号BLCA、BLCBが“H”となり
ビット線のデータがMOS キャパシタQd1,Qd2に転
送される。その後、再度、信号BLCA、BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り
離される。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、信号RV1A、RV1Bが“H”となる。時刻
t4Rに再度、信号SAN1、SAP1がそれぞれ
“H”、“L”となることで、ノードN1、N2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”または“1”か、或いは“2”または
“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。
As shown in FIG. 13, first, at time t1R,
The voltages VA and VB are 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and BLb are 1.8 V and 1.
It becomes 5V. The signals BLCA and BLCB become "L", the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2, and the bit lines BLa and BLb are floated. Signal PR
EA and PREB become "L", and MOS capacitor Q
The nodes N1 and N2 which are the gate electrodes of d1 and Qd2 are in a floating state. Subsequently, at time t2R, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit is 1V, the non-selection control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate SG1.
A and 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, at time t3R, the signals BLCA and BLCB change to "H", and the data on the bit line is transferred to the MOS capacitors Qd1 and Qd2. After that, the signals BLCA and BLCB are again set to "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
The d1, bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated. Signals SAN1 and SAP1 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
After that, the signals RV1A and RV1B become "H". At time t4R, the signals SAN1 and SAP1 again become "H" and "L", respectively, so that the voltages at the nodes N1 and N2 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 FF1 and the information is latched.

【0098】次に、選択された制御ゲートが2Vにされ
る。時刻t5Rに信号PREA、PREBが“H”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はそれぞれ1.8V、1.5Vにな
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N
1、N2はフローティング状態になる。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。
この後、時刻t6Rに信号BLCA、BLCBが“H”と
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。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EC
H2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。時刻t7Rに再度、
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。これで、メモリセルのデータが“3”か否かがフリ
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。
Next, the selected control gate is set to 2V. At time t5R, the signals PREA and PREB become "H", and the nodes N1 and N2 which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2 become 1.8V and 1.5V, respectively. The signals PREA and PREB become "L", and the MOS
Node N, which is the gate electrode of capacitors Qd1 and Qd2
1 and N2 are in a floating state. If the threshold voltage of the selected memory cell is 2V or less, the bit line voltage is 1.
It becomes lower than 5V. If the threshold voltage of the selected memory cell is 2V or higher, the bit line voltage remains 1.8V.
After that, the signals BLCA and BLCB are set to "H" at time t6R. 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. The signals SAN2 and SAP2 are set to "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF2 is deactivated, and the signal EC
H2 becomes "H" and is equalized. After that, the signals RV2A and RV2B become "H". Again at time t7R,
When the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, whether or not the data in the memory cell is "3" is sensed by the flip-flop FF2, and the information is latched.

【0099】図14は、時刻t7Rのときにフリップ・フ
ロップFF1、FF2がセンスし、ラッチしている読み
出しデータを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing read data sensed and latched by the flip-flops FF1 and FF2 at time t7R.

【0100】最後にメモリセルに書き込まれたデータが
「“0”か否か」がセンスされる。まず時刻t8Rに、ビ
ット線BLa、BLbはそれぞれ1.8V、1.5Vに
充電された後、フローティングになる。また、MOSキ
ャパシタQd1、Qd2のゲート電極であるノードN
1、N2もフローティング状態になる。続いて、時刻t
9Rに制御ゲート・選択ゲート駆動回路によって選択され
たブロックの選択された制御ゲートCG2Aは0V、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。この後、時刻t10R に信号BLCA、BLCBが
“H”となりビット線のデータがMOSキャパシタQd
1,Qd2に転送される。その後、再度、信号BLC
A、BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMO
S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。MOS キャパシタのデータをセ
ンスするに先立ち、時刻t11R にVRFYBA1がVC
Cになる。図14からわかるように、ノードN5が“h
igh level”なのは“3”データの場合のみで
ある。従って“3”データの場合のみnチャネルMOS ト
ランジスタQn2がオンし、ノードN1は接地される。
そして、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。時刻
t12R に再度、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。これで、「メモリセルのデータが
“0”か否か」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。
Finally, "whether or not the data written in the memory cell is" 0 "" is sensed. First, at time t8R, the bit lines BLa and BLb are charged to 1.8V and 1.5V, respectively, and then become floating. Further, the node N which is the gate electrode of the MOS capacitors Qd1 and Qd2.
1 and N2 are also in a floating state. Then, time t
The selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / select gate drive circuit for 9R is set to 0V, and the non-selected 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 0V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. After this, at time t10R, the signals BLCA and BLCB change to "H", and the data on the bit line changes to the MOS capacitor Qd.
1, Qd2. Then, again, the signal BLC
A, BLCB become “L”, and the bit lines BLa and MO
The S capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. Before sensing the data of the MOS capacitor, VRFYBA1 becomes VC at time t11R.
Become C. As can be seen from FIG. 14, the node N5 is "h".
Only the case of "3" data is "high level." Therefore, only in the case of "3" data, the n-channel MOS transistor Qn2 is turned on and the node N1 is grounded.
Then, the signals SAN2 and SAP2 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized.
After that, the signals RV2A and RV2B become "H". At time t12R, the signals SAN2 and SAP2 again become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. Then, "whether the data in the memory cell is" 0 "" is sensed by the flip-flop FF2, and the information is latched.

【0101】図15は、フリップ・フロップFF1、F
F2がセンスし、ラッチする読み出しデータを示す図で
ある。
FIG. 15 shows flip-flops FF1 and F.
FIG. 9 is a diagram showing read data which F2 senses and latches.

【0102】以上の読み出し動作の結果、4値のデータ
が図15のようにフリップフロップFF1,FF2にラ
ッチされる。
As a result of the above read operation, 4-level data is latched in the flip-flops FF1 and FF2 as shown in FIG.

【0103】図中の各データのしきい値分布は次のとう
りである。
The threshold distribution of each data in the figure is as follows.

【0104】 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VRFYBA、VRFYBBは“H”
である。また、電圧Vs(Vsa、Vsb)は0Vとする。
Data “0” ・ ・ ・ Threshold value: 0V or less Data “1” ・ ・ ・ Threshold value 0.5V or more and 0.8V or less Data “2” ・ ・ ・ Threshold value 1.5V or more and 1.8V or less Data “ 3 "... threshold 2.5V or more and 2.8V or less During reading, signals VRFYBA and VRFYBB are" H "
It is. The voltage Vs (Vsa, Vsb) is 0V.

【0105】カラムアドレスデコーダに入力されるカラ
ム活性化信号CENBが“H”となると、アドレス信号
によって選択されたデータ回路に保持されているデータ
がデータ入出力線IOA、IOB、IOC、IODに出
力され、データ入出力バッファ5を介してEEPROM
外部へ出力される。
When the column activation signal CENB input to the column address decoder becomes "H", the data held in the data circuit selected by the address signal is output to the data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD. Via the data input / output buffer 5 to the EEPROM
Output to the outside.

【0106】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、図15のと
うりである。
Data stored in memory cells, threshold values, data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD
The relationship of the levels output after the reading is as shown in FIG.

【0107】チップ外部への出力データは、データ入出
力バッファ5でデータ入力線IOA、IOB、IOC、
IODに出力された信号をもとに変換したものもよい。
The output data to the outside of the chip is transferred to the data input / output buffer 5 through the data input lines IOA, IOB, IOC,
It may be converted based on the signal output to the IOD.

【0108】<書き込み動作>図16は、書き込み動作
の概略を示す概略図である。
<Write Operation> FIG. 16 is a schematic view showing the outline of the write operation.

【0109】図16に示すように、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、プログラム第1サイクルで“2”データおよび
“3”データがほぼ同時に書き込まれる。そして“2”
データ、“3”データが十分書き込まれたかを調べるベ
リファイリード第1サイクルが行われ、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。
“2”書き込みおよび“3”書き込みするメモリセルが
すべて十分に書き込まれると、次に“1”書き込みする
メモリセルにほぼ同時に書き込みが行われる(プログラ
ム第2サイクル)。そして“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”書き込み不十分のメモリセルには再書き込み
が行われ、またすべてのメモリセルが十分に書き込まれ
ると書き込みが終了する。
As shown in FIG. 16, first, write data is loaded into the flip-flops FF1 and FF2.
Then, in the first cycle of the program, "2" data and "3" data are written almost simultaneously. And "2"
The verify read first cycle is performed to check whether the data and "3" data have been sufficiently written, and if there is a memory cell in which writing is insufficient, rewriting is performed.
When all the memory cells to be "2" written and "3" written are sufficiently written, the memory cells to be "1" written next are written almost simultaneously (second program cycle). Then, a second verify read cycle is performed to check whether "1" has been sufficiently written. Rewriting is performed on the memory cells in which "1" is not sufficiently written, and when all the memory cells are sufficiently written, the writing is completed.

【0110】以下、プログラム第1サイクル、ベリファ
イリード第1サイクル、プログラム第2サイクル、ベリ
ファイリード第2サイクルの順に詳細に説明する。
The first program cycle, the first verify read cycle, the second program cycle, and the second verify read cycle will be described in detail below.

【0111】(1)プログラム第1サイクル 書き込み動作前に、入力された2ビット分のデータは、
データ入出力バッファ4で変換されて、データ回路6**
に入力される。
(1) First Program Cycle Before the write operation, the input 2-bit data is
The data circuit 6 ** is converted by the data input / output buffer 4.
Is input to

【0112】図17は、データ回路6**に入力され、フ
リップ・フロップFF1、FF2がラッチする書き込み
データを示す図である。4値データとデータ入出力線I
OA、IOB、IOC、IODの関係は図17のとうり
である。
FIG. 17 is a diagram showing write data input to the data circuit 6 ** and latched by the flip-flops FF1 and FF2. 4-level data and data input / output line I
The relationship between OA, IOB, IOC, and IOD is as shown in FIG.

【0113】変換された4値データは、カラム活性化信
号CENBが“H”で、アドレス信号で指定されたカラ
ム番地のデータ回路に転送される。
The converted 4-value data is transferred to the data circuit at the column address designated by the address signal when the column activation signal CENB is "H".

【0114】図18は、書き込み動作(プログラム第1
サイクル)を示す動作波形図である。
FIG. 18 shows the write operation (program first
FIG. 6 is an operation waveform diagram showing a cycle).

【0115】時刻t1w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t2wに信号R
V2Aが1.5V とされる。これによって、データ“1”
または“3”が保持されているカラムではビット線制御
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Qn32のしきい値を1Vとすると、“0”
または“2”書き込み時にはnチャネルMOSトランジ
スタQn32は“OFF”、“1”または“3”書き込
み時には“ON”となる。その後、時刻t3wにVRFY
BAが0Vになり、データ“0”またはデータ“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。
At time t1w, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 1V and the bit line BLa becomes 1V.
When the voltage drop corresponding to the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn39 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted. Then, the signal PRE becomes "L" and the bit line is floated. Next, at time t2w, the signal R
V2A is set to 1.5V. By this, data “1”
Alternatively, in the column in which "3" is held, the bit line control voltage 0V is applied to the bit line. If the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn32 is set to 1V, "0"
Alternatively, the n-channel MOS transistor Qn32 is "OFF" when writing "2", and is "ON" when writing "1" or "3". After that, at time t3w, VRFY
The bit line write control voltage VCC is output to the bit line from the data circuit in which BA becomes 0V and data "0" or data "1" is held.

【0116】その結果、“0”書き込みまたは“1”書
き込みするビット線はVCC、“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。
As a result, the bit line for writing "0" or "1" becomes VCC, the bit line for writing "2" becomes 1V, and the bit line for writing "3" becomes 0V.

【0117】時刻t1wに制御ゲート・選択ゲート駆動回
路によって、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。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。チャネル電位を1Vにしているのは、“3”データ書
き込みより電子の注入量が少なくてよいからである。デ
ータ“0”またはデータ“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、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、S
AN2、VRFYBB、PREB、BLCBは“H”、
信号SAP1、SAP2、RV1A、RV1B、RV2
B、ECH1、ECH2は“L”、電圧VBは0Vであ
る。
At time t1w, the select gate SG1 of the block selected by the control gate / select gate drive circuit 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. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “2”,
Due to the potential difference between the channel potential of 1 V and the VPP of the control gate, electrons are injected into the floating gate and the threshold value rises. The channel potential is set to 1V because the injection amount of electrons may be smaller than that in writing "3" data. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “0” or the data “1”, 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, the signals SAN1 and S
AN2, VRFYBB, PREB, BLCB are "H",
Signals SAP1, SAP2, RV1A, RV1B, RV2
B, ECH1, and ECH2 are "L", and the voltage VB is 0V.

【0118】(2)ベリファイ読み出し第1サイクル 書き込み動作後、“2”書き込みするメモリセルと
“3”書き込みするメモリセルのしきい値を検出する
(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。書き込み第
1サイクルと書き込みベリファイ第1サイクルは全ての
“2”書き込みするメモリセルおよび“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 First Cycle After the write operation, the threshold values of the memory cells for "2" write and the memory cells for "3" write are detected (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 first write cycle and the first write verify cycle are repeated until all the memory cells for "2" writing and the memory cells for "3" writing reach the desired threshold values.

【0119】図19は、ベリファイ読み出し動作(ベリ
ファイ読み出し第1サイクル)を示す動作波形図であ
る。
FIG. 19 is an operation waveform diagram showing a verify read operation (verify read first cycle).

【0120】まず、時刻t1vに、電圧VA、VBがそれ
ぞれ1.8V、1.5Vとなって、ビット線BLa、B
Lbはそれぞれ1.8V、1.5Vになる。信号BLC
A、BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMO
S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、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。
続いて時刻t2vに、制御ゲート・選択ゲート駆動回路に
よって選択されたブロックの選択された制御ゲートCG
2Aは1.5V、非選択制御ゲートCG1A、CG3
A、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t3v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。その後、信号BLCA、BLC
B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t4vに、信号RV2Aが例え
ばVCC以下の1.5Vとされる。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Qn 32は“ON”で、ノードN
1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Qn 3
2は“OFF”で、ノードN1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t5vに信号VRFYBAが
“L”となると、“0”または“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。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t6v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。
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FF
1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”または“1”
または“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。
First, at time t1v, the voltages VA and VB become 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and B are
Lb becomes 1.8V and 1.5V, respectively. Signal BLC
A, BLCB become “L”, and the bit lines BLa and MO
The S capacitor Qd1 and the bit line BLb are disconnected from the MOS capacitor Qd2, 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.
Subsequently, at time t2v, the selected control gate CG of the block selected by the control gate / select gate driving circuit is selected.
2A is 1.5V, unselected control gates CG1A, CG3
A, CG4A and select gates SG1A, SG2A are VCC
To be. The threshold of the selected memory cell is 1.5V
Below, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 1.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. At time t3v, signal B
LCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is N
1 is transferred to N2. After that, the signals BLCA, BLC
When B 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. After that, at time t4v, the signal RV2A is set to 1.5 V which is lower than VCC, for example. When the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn32 is 1V, the n-channel MOS transistor Qn32 is "ON" in the data circuit holding the "3" write data, and the node N
1 becomes 0V. In the data circuit holding the "2" write data, when the memory cell is sufficiently written with "2", the n-channel MOS transistor Qn 3
2 is "OFF", and the node N1 is kept at 1.5 V or higher. When the "2" write is insufficient, the voltage at the node N1 is 1.5 V or less. When the signal VRFYBA becomes "L" at time t5v, in the data circuit in which "0" or "1" write data is held, the p-channel MOS transistor Qp13 is "ON" and the node N1 is at VCC.
Becomes Signals SAN1 and SAP1 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
After that, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H" and "L", respectively.
As a result, the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t6v. 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.
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 in the memory cell is not "2", flip-flop FF
The write data is held at "2" by sensing and latching the voltage of the node N1 at "1". "0" or "1"
Alternatively, the write data of the data circuit holding the “3” write data is not changed.

【0121】次に、選択された制御ゲートが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。この後時刻t7v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。再度、信号BLCA、BL
CB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、信号VRFYBCが“L”と
なると、“0”または“1”書き込みデータが保持され
ているデータ回路および、“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Q
p12Cが“ON”であり、ノードN1はVCC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EC
H1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。その後時刻t8v
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。
Next, the selected control gate is brought to 2.5V. If the threshold of the selected memory cell is less than 2.5V, the bit line voltage will be less 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. After this, at time t7v, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. Again, the signals BLCA, BL
CB becomes "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1 and the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2.
Is cut off. After that, when the signal VRFYBC becomes "L", 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 p-channel MOS transistor Q
Since p12C is "ON", the node N1 becomes VCC. The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF1 is deactivated, and the signal EC
H1 becomes "H" and is equalized. After that, the signals RV1A and RV1B become "H". After that, time t8v
The signals SAN1 and SAP1 are "H" and "L", respectively.
As a result, the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0122】この後、図19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t9vに、信号BL
CA、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。この後時刻t10v に、信号VRFYBA1
が“H”となると、“0”または“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MOSト
ランジスタQn2が“ON”であり、ノードN1はVCC
となる。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。その
後時刻t11v 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, as shown in FIG. 19, conversion of write data is further performed. At time t9v, signal BL
CA and BLCB are set to "H" and the potential of the bit line is N
1 is transferred to N2. Again, the signals BLCA, BLCB
Becomes "L", and the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2. After this, at time t10v, the signal VRFYBA1
Becomes "H", the n-channel MOS transistor Qn2 is "ON" in the data circuit holding the "0" or "2" write data, and the node N1 is at VCC.
Becomes The signals SAN2 and SAP2 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized.
After that, the signals RV2A and RV2B become "H". After that, at time t11v, the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0123】上記第2の実施の形態では、時刻t10v に
VRFYBA1をVCCにすることにより、“0”書き
込みおよび“2”書き込みする場合のMOS キャパシタQ
d1のノードN1を、ノードN2の電位(1.5V)よ
りも高くなるように充電している。t10v にRV2Bを
例えば1.5Vにしても良い。この場合、“0”書き込
みまたは“2”書き込みの場合には、ノードN6が0V
なのでnチャネルMOSトランジスタQn33がオンしN
2は0Vになる。一方、“1”または“3”書き込みの
場合には、ノードN6がVCC、N2が1.5Vなので
nチャネルMOSトランジスタQn33はオフし、N2は
1.5Vを保たれる。時刻t10v にVRFYBA1をV
CCにして行う、“0”書き込みおよび“2”書き込み
する場合のN1への充電はN2の電位(0V)よりも大
きければよいので、N1の充電は例えば0.5V程度の
低い電圧でよい。
In the second embodiment, by setting VRFYBA1 to VCC at time t10v, the MOS capacitor Q for writing "0" and "2" is written.
The node N1 of d1 is charged to be higher than the potential (1.5V) of the node N2. For example, RV2B may be set to 1.5V at t10v. In this case, in the case of "0" write or "2" write, the node N6 is 0V.
Therefore, the n-channel MOS transistor Qn33 turns on and N
2 becomes 0V. On the other hand, in the case of writing "1" or "3", since the node N6 is at VCC and N2 is at 1.5V, the n-channel MOS transistor Qn33 is turned off and N2 is kept at 1.5V. VRFYBA1 is V at time t10v
Since the charge to N1 for writing "0" and "2" in CC is larger than the potential (0V) of N2, N1 may be charged at a low voltage of about 0.5V, for example.

【0124】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”または“1”または“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 in the data circuit holding the "3" write data, it is detected whether or not the data in 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.

【0125】書き込みベリファイ中、信号VRFYBB
は“H”、電圧Vsは0Vとする。
During write verify, signal VRFYBB
Is "H" and the voltage Vs is 0V.

【0126】図20は、“2”または“3”書き込みが
充分に行われた後、フリップ・フロップFF1、FF2
が、ラッチしているデータを示す図である。
In FIG. 20, the flip-flops FF1 and FF2 are written after "2" or "3" has been sufficiently written.
FIG. 6 is a diagram showing latched data.

【0127】“2”書き込みまたは“3”書き込みする
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図20のようになる。つ
まり“2”書き込みまたは“3”書き込みする選択され
たすべてのメモリセルが十分に書き込まれると、すべて
のデータ回路6**-0、6**-1、…、6**-m-1、6**-mの
ノードN3が“H”、N4が“L”になる。これを検出
すると、“2”書き込みまたは“3”書き込みする全て
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
かがわかる。
If all the selected memory cells for "2" write or "3" write have reached the desired threshold value, the data of the data circuit becomes as shown in FIG. That "2" writing or "3" When all the memory cells selected for writing is written to enough, all of the data circuit 6 ** -0,6 ** -1, ..., 6 ** -m-1 , 6 **- m node N3 becomes "H" and N4 becomes "L". When this is detected, it is possible to know whether or not all the selected memory cells for "2" write or "3" write have reached the desired threshold value.

【0128】図21は、書き込み終了一括検知トランジ
スタを有したデータ回路の回路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram of a data circuit having a write completion batch detection transistor.

【0129】“2”書き込みおよび“3”書き込み終了
の検出は、例えば図21に示されるような“2”、
“3”書き込み終了一括検知トランジスタQn5を用い
ればよい。VRTは、ベリファイリード第1サイクル
後、例えばVCCにプリチャージされる。“2”または
“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N4は“H”なのでnチャ
ネルMOS トランジスタQn5はオンし、VRTは接地さ
れる。すべての“2”または“3”書き込みするメモリ
セルが十分に書き込まれると、データ回路6**-0、、6
**-1、…、6**-m-1、6**-mのノードN4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Qn5がオフし、VRTはプリチャージ電位
を保つ。
The detection of "2" write and "3" write end is performed by detecting "2" as shown in FIG.
The "3" write completion batch detection transistor Qn5 may be used. VRT is precharged to VCC, for example, after the first cycle of verify read. If there is even one memory cell for which "2" or "3" writing is insufficient, the node N4 of the data circuit is "H", the n-channel MOS transistor Qn5 is turned on, and VRT is grounded. When all the memory cells to be written “2” or “3” are sufficiently written, the data circuits 6 ** -0, 6
** -1, ..., node N4 of 6 ** -m-1,6 ** -m becomes "L". As a result, the n-channel MOS transistors Qn5 in all the data circuits are turned off and VRT maintains the precharge potential.

【0130】(3)プログラム第2サイクル “2”および“3”書き込みがすべて終了した後は、
“1”書き込み(プログラム第2サイクル)が行われ
る。“1”書き込み時のフリップフロップのノード電位
は図20である。つまり“1”書き込みの場合には、ノ
ードN5が“L”になりビット線に書き込み電位が印加
され、“1”書き込み以外ではノードN5が“H”にな
り、ビット線に書き込み非選択電位が印加される。
(3) Second cycle of program After the writing of "2" and "3" is completed,
"1" write (program second cycle) is performed. The node potential of the flip-flop at the time of writing "1" is shown in FIG. That is, in the case of "1" write, the node N5 becomes "L" and the write potential is applied to the bit line, and except for the "1" write, the node N5 becomes "H" and the write non-select potential is set in the bit line. Is applied.

【0131】図22は、書き込み動作(プログラム第2
サイクル)を示す動作波形図である。
FIG. 22 shows the write operation (program second
FIG. 6 is an operation waveform diagram showing a cycle).

【0132】時刻t1pに、電圧VRFYBA1が“H”
になり、“0”または“2”または“3”書き込みする
ビット線BLaが書き込み非選択電圧VCCに充電され
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RV2AがVCCとされ
る。これによって 、データ“0”または“2”または
“3”が保持されているデータ回路からは書き込み非選
択電圧VCCがビット線BLaに印加される。データ
“1”が保持されているデータ回路からはビット線BL
aに書き込みビット線電位0Vが印加される。
At time t1p, the voltage VRFYBA1 is "H".
Then, the bit line BLa for writing "0", "2" or "3" is charged to the write non-select voltage VCC. When the voltage drop corresponding to the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn39 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted. Then, the signal RV2A is set to VCC. As a result, the write non-selection voltage VCC is applied to the bit line BLa from the data circuit holding the data "0", "2" or "3". From the data circuit holding the data "1", the bit line BL
The write bit line potential 0V is applied to a.

【0133】制御ゲート・選択ゲート駆動回路によっ
て、選択されたブロックの選択ゲートSG1A、制御ゲ
ートCG1A〜CG4AがVCCとなる。選択ゲートS
G2Aは0Vである。次に、時刻t2p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“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、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。データ“0”ま
たは“2”または“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、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、VRFYBB、PREB、BLCBは“H”、信号
SAP1、SAP2、RV1A、RV1B、ECH1、
ECH2は“L”、電圧VBは0Vである。
By the control gate / select gate driving circuit, the select gate SG1A and the control gates CG1A to CG4A of the selected block become VCC. Select gate S
G2A is 0V. Next, the control gate CG2A selected at time t2p becomes the high voltage VPP (for example, 20V), and the non-selection control gates CG1A, CG3A, and CG4A become VM (for example, 10V). In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “1”, 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. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data "0" or "2" or "3", 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, VRFYBB, PREB, BLCB are “H”, signals SAP1, SAP2, RV1A, RV1B, ECH1,
ECH2 is "L" and the voltage VB is 0V.

【0134】(4)ベリファイ読み出し第2サイクル 書き込み第2サイクル終了後、“1”書き込みするメモ
リセルのしきい値を検出する(書き込みベリファイ第2
サイクル)。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が所
望のしきい値に達するまで繰り返される。
(4) Verify Read Second Cycle After completion of the write second cycle, the threshold value of the memory cell in which "1" is written is detected (write verify second
cycle). 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 repeated until all the "1" write memory cells reach the desired threshold value.

【0135】図24は、ベリファイ読み出し動作(ベリ
ファイ読み出し第2サイクル)を示す動作波形図であ
る。
FIG. 24 is an operation waveform diagram showing a verify read operation (verify read second cycle).

【0136】まず時刻、t1yに、電圧VA、VBがそれ
ぞれ1.8V、1.5Vとなって、ビット線BLa、B
Lbはそれぞれ1.8V、1.5Vになる。信号BLC
A、BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMO
S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、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。
続いて時刻t2yに、制御ゲート・選択ゲート駆動回路に
よって選択されたブロックの選択された制御ゲートCG
2Aは0.5V、非選択制御ゲートCG1A、CG3
A、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0.5V
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0.5V以上なら、ビッ
ト線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t3y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。その後、信号BLCA、BLC
B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t4yに信号VRFYBA1が
“H”となると、“0”または“2”または“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Qn2が“ON”であり、ノードN
1はVCCとなる。
First, at time t1y, the voltages VA and VB become 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and B are
Lb becomes 1.8V and 1.5V, respectively. Signal BLC
A, BLCB become “L”, and the bit lines BLa and MO
The S capacitor Qd1 and the bit line BLb are disconnected from the MOS capacitor Qd2, 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.
Then, at time t2y, the selected control gate CG of the block selected by the control gate / select gate drive circuit is selected.
2A is 0.5V, non-selection control gates CG1A, CG3
A, CG4A and select gates SG1A, SG2A are VCC
To be. The threshold value of the selected memory cell is 0.5 V
Below, the bit line voltage will be lower than 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. At time t3y, signal B
LCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is N
1 is transferred to N2. After that, the signals BLCA, BLC
When B 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. After that, when the signal VRFYBA1 becomes "H" at time t4y, in the data circuit holding the write data "0", "2" or "3", the n-channel MOS transistor Qn2 is "ON" and the node N
1 becomes VCC.

【0137】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t5y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。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”または
“2”または“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。
The signals SAN2 and SAP2 are set to "L" and "H", respectively, to inactivate the flip-flop FF2, and the signal ECH2 is set to "H" and equalized. After that, the signals RV2A and RV2B become "H". Again, the signals SAN2 and SAP2 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t5y. 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. 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", "2" or "3" write data is not changed.

【0138】図24は、“3”書き込みが充分に行われ
た後、フリップ・フロップFF1、FF2が、ラッチし
ているデータを示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing data latched by the flip-flops FF1 and FF2 after "3" has been sufficiently written.

【0139】“1”書き込みする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
データは図24のようになる。つまり“1”書き込みす
るすべてのメモリセルが十分に書き込まれると、すべて
のデータ回路6**-0、6**-1、…、6**-m-1、6**-mの
ノードN5が“H”、N6が“L”になる。これを検出
すると、全ての選択されたメモリセルが所望のしきい値
に達したか否かがわかる。
If all the selected memory cells for writing "1" have reached the desired threshold value, the data of the data circuit becomes as shown in FIG. That "1" when all of the memory cell write is written to enough, all of the data circuit 6 ** -0,6 ** -1, ..., of 6 ** -m-1, 6 ** -m node N5 becomes "H" and N6 becomes "L". When this is detected, it is known whether all the selected memory cells have reached the desired threshold value.

【0140】プログラムサイクル2の書き込み終了の検
出は、例えば図21に示されるような書き込み終了一括
検知トランジスタQn6を用いればよい。VREDは、
ベリファイリード第2サイクル後、例えばVCCにプリ
チャージされる。“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N6は
“H”なのでnチャネルMOS トランジスタQn6はオン
し、VREDは接地される。すべてのメモリセルが十分
に書き込まれると、データ回路6**-0、6**-1、…、6
**-m-1、6**-mのノードN6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
Qn6がオフし、VREDはプリチャージ電位を保つ。
To detect the end of writing in the program cycle 2, for example, the write end collective detection transistor Qn6 as shown in FIG. 21 may be used. VRED is
After the second cycle of the verify read, it is precharged to VCC, for example. If there is even one memory cell in which "1" writing is insufficient, the node N6 of the data circuit is "H", the n-channel MOS transistor Qn6 is turned on, and VRED is grounded. When all the memory cells have been sufficiently written, the data circuits 6 **- 0, 6 ** -1, ..., 6
** node N6 of -m-1,6 ** -m becomes "L". As a result, the n-channel MOS transistors Qn6 in all the data circuits are turned off and VRED maintains the precharge potential.

【0141】以上、第2の実施の形態に係るEEPRO
Mを説明したが、ベリファイ読み出し、書き込み、通常
の読み出し等は、他の動作が可能である。
As described above, the EEPRO according to the second embodiment
Although M has been described, other operations such as verify read, write, and normal read are possible.

【0142】図25は、他のベリファイ読み出し動作
(ベリファイ読み出し第1サイクル)を示す動作波形図
である。
FIG. 25 is an operation waveform diagram showing another verify read operation (verify read first cycle).

【0143】例えばベリファイ読み出し第1サイクル
は、図25の動作波形図のように動作させても良い。
For example, the verify read first cycle may be operated as shown in the operation waveform diagram of FIG.

【0144】図25に示すベリファイ読み出し第1サイ
クルでは、時刻t7vまでの動作は、図19に示すベリフ
ァイ読み出し第1サイクルと同様であり、時刻t7v以降
の動作が異なっている。
In the verify read first cycle shown in FIG. 25, the operation until time t7v is the same as the verify read first cycle shown in FIG. 19, but the operation after time t7v is different.

【0145】時刻t7v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。メモリセルのしきい値が2.5V以上である場合に
はビット線BLaは1.5V以上、2.5V以下である
場合にはビット線BLbは1.5V以下である。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
t8zに信号VRFYBA1が“H”となると、“0”ま
たは“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MOSトランジスタQn2が“ON”で
あり、ノードN1は1.5V以上となる。信号SAN
2、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RV2
A、RV2Bが“H”となる。その後時刻t9z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。
At time t7v, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. When the threshold voltage of the memory cell is 2.5 V or more, the bit line BLa is 1.5 V or more, and when it is 2.5 V or less, the bit line BLb is 1.5 V or less. 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 that, when the signal VRFYBA1 becomes “H” at time t8z, in the data circuit holding the “0” or “2” write data, the n-channel MOS transistor Qn2 is “ON” and the node N1 is 1. It becomes 5V or more. Signal SAN
2, SAP2 becomes "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. After this, the signal RV2
A and RV2B become "H". After that, at time t9z, the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0146】この後、図25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t10z 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。この後時刻t11z に、信号VRFYBAが
“L”となると、“0”または“1”書き込みデータが
保持されているデータ回路、および“2”書き込みが十
分におこな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VC
C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、信号RV1A、RV1Bが“H”となる。その
後、時刻t12z 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, as shown in FIG. 25, conversion of write data is further performed. At time t10z, signal B
LCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is N
1 is transferred to N2. Again, the signals BLCA, BLCB
Becomes "L", and the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2. After that, when the signal VRFYBA becomes "L" at time t11z, in the data circuit in which "0" or "1" write data is held and in the data circuit in which "2" write is sufficiently performed, The transistor Qp13 is "ON" and the node N1 is VC.
C. Signals SAN1 and SAP1 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
After that, the signals RV1A and RV1B become "H". After that, at time t12z, the signals SAN1 and SAP1 become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0147】以上のように、“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でき
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”または“1”または“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。“2”書き込みまたは“3”書き込みする全ての選
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図20のようになる。つまり、
“2”書き込みまたは“3”書き込みする選択されたす
べてのメモリセルが十分に書き込まれると、すべてのデ
ータ回路6**-0、6**-1、…、6**-m-1、6**-mのノー
ドN3が“H”、N4が“L”になる。これを検出する
ことにより、“2”書き込みまたは“3”書き込みする
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
か否かがわかる。
As described above, only the data circuit holding the "3" write data can detect whether or not the data in the corresponding memory cell is sufficiently in the "3" write state. If the data in the memory cell is "3", flip
The write data is changed to "0" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the 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. If all the selected memory cells for "2" write or "3" write have reached the desired threshold value,
The data of the data circuit is as shown in FIG. That is,
"2" writing or "3" When all the memory cells selected for writing is written to enough, all of the data circuit 6 ** -0,6 ** -1, ..., 6 ** -m-1, The node N3 of 6 **- m becomes "H" and N4 becomes "L". By detecting this, it is possible to know whether or not all the selected memory cells for "2" write or "3" write have reached the desired threshold value.

【0148】また、データ回路の回路構成も、図12、
図21に示す回路構成に限られるものではなく、他の回
路構成であっても良い。
The circuit configuration of the data circuit is also shown in FIG.
The circuit configuration is not limited to that shown in FIG. 21, and other circuit configurations may be used.

【0149】図26および図27はそれぞれ、データ回
路の他の回路図である。
26 and 27 are other circuit diagrams of the data circuit, respectively.

【0150】図26に示すデータ回路の、VRFYBA
1、VRFYBB1の動作タイミングは、図12、図2
1のデータ回路と同様の動作タイミングを用いた場合
(動作波形図;図13、図18、図19、図22、図2
3、図25)、VCCを0V,0VをVCCにすればよ
い。なお、VRFYBA,VRFYBBの動作タイミン
グは、図12、図21のデータ回路を用いた場合と同様
である。
VRFYBA of the data circuit shown in FIG.
1, VRFYBB1 operation timing is shown in FIG.
When the same operation timing as that of the data circuit of No. 1 is used (operation waveform chart; FIG. 13, FIG. 18, FIG. 19, FIG. 22, FIG.
3, FIG. 25), VCC may be 0V and 0V may be VCC. The operation timings of VRFYBA and VRFYBB are the same as those when the data circuits of FIGS. 12 and 21 are used.

【0151】また、図27に示すデータ回路の、VRF
YBA,VRFYBBの動作タイミングは、図12、図
21のデータ回路と同様な動作タイミングを用いた場合
(動作波形図;図13、図18、図19、図22、図2
3、図25)、VCCを0V,0VをVCCにすればよ
い。なお、VRFYBA1,VRFYBB1の動作タイ
ミングは、図12、図21のデータ回路を用いた場合と
同様である。
The VRF of the data circuit shown in FIG.
The operation timings of YBA and VRFYBB are the same as those of the data circuits of FIGS. 12 and 21 (operation waveform diagrams; FIGS. 13, 18, 19, 22, and 2).
3, FIG. 25), VCC may be 0V and 0V may be VCC. The operation timings of VRFYBA1 and VRFYBB1 are the same as when the data circuits of FIGS. 12 and 21 are used.

【0152】上記第2の実施の形態では、まず“2”、
“3”データを同時に書いてから、次に“1”データの
書き込みを行ったが、書き込む順番は大いに任意性を有
する。例えば“1”、“2”を書き込んでから、次に
“3”を書き込んでも良いし、“1”、“3”を書き込
んでから“2”を書き込んでも良い。
In the second embodiment, first, "2",
The "3" data was written at the same time, and then the "1" data was written. However, the writing order is highly arbitrary. For example, "1" and "2" may be written and then "3" may be written next, or "1" and "3" may be written and then "2" may be written.

【0153】<実施の形態3>次に、この発明の第3の
実施の形態に係る多値記憶NAND型EEPROMを説
明する。
<Third Embodiment> Next, a multi-valued memory NAND type EEPROM according to a third embodiment of the present invention will be described.

【0154】上記第2の実施の形態では、まず、“2”
状態および“3”状態をほぼ同時に書き込んでから、
“1”状態を書き込むものを例示したが、この第3の実
施の形態では、“1”状態、“2”状態、および“3”
状態をほぼ同時に書き込むものである。
In the second embodiment, first, "2" is set.
After writing state and "3" state almost simultaneously,
Although the one in which the "1" state is written has been exemplified, in the third embodiment, the "1" state, the "2" state, and the "3" state.
The state is written almost at the same time.

【0155】なお、第3の実施の形態に係るEEPRO
Mは、第2の実施の形態に係るEEPROMと同様に、
図1、図2に示した構成と同様な構成を持つ。
The EEPRO according to the third embodiment
M is the same as the EEPROM according to the second embodiment,
It has the same configuration as that shown in FIGS.

【0156】図28は、この発明の第3の実施の形態に
係るEEPROMが有するデータ回路の回路図である。
図28に示すデータ回路は、4値記憶を例に構成されて
いる。
FIG. 28 is a circuit diagram of a data circuit included in the EEPROM according to the third embodiment of the present invention.
The data circuit shown in FIG. 28 is configured with four-value storage as an example.

【0157】図28に示すように、メモリセルM1〜M
4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〜CG4に繋
がるメモリセル群でブロックを形成する。“ページ”、
“ブロック”は制御ゲート・選択ゲート駆動回路によっ
て選択される。各ビット線BL0 〜BLm には、データ
回路6**-0、6**-1、…、6**-m-1、6**-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。
As shown in FIG. 28, memory cells M1 to M
4 are connected in series to form a NAND 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. Further, a block is formed by the memory cell group connected to the four control gates CG1 to CG4. "page",
The "block" is selected by the control gate / select gate driving circuit. Each bit line BL0 ~BLm, data circuits 6 ** -0,6 ** -1, ..., 6 ** -m-1,6 ** -m are connected, data to be written into the corresponding memory cell To temporarily remember.

【0158】メモリセルの書き込み状態としきい値との
関係は、第1の実施の形態と同様であり、例えば図11
に示すとおりである。
The relationship between the write state of the memory cell and the threshold value is the same as that of the first embodiment. For example, FIG.
As shown in FIG.

【0159】図28に示すように、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により
構成されるフリップ・フロップFF1と、nチャネルM
OSトランジスタQn29、Qn30、Qn31とpチ
ャネルMOSトランジスタQp16、Qp17、Qp1
8により構成されるFF2とには、書き込み/読み出し
データがラッチされる。また、これらはセンスアンプと
しても動作する。
As shown in FIG. 28, a flip-flop FF1 composed of n-channel MOS transistors Qn21, Qn22 and Qn23 and p-channel MOS transistors Qp9, Qp10 and Qp11, and an n-channel M.
OS transistors Qn29, Qn30, Qn31 and p-channel MOS transistors Qp16, Qp17, Qp1
Write / read data is latched in the FF2 constituted by 8. These also operate as sense amplifiers.

【0160】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.

【0161】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
IOC、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。データ入出力線IOA、IOB、IOC、I
ODは、図1中のデータ入出力バッファ4にも接続され
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. The data input / output lines IOC, IOD and the flip-flop FF2 are connected via n-channel MOS transistors Qn35, Qn36. Data input / output lines IOA, IOB, IOC, I
The OD is also connected to the data input / output buffer 4 in FIG.

【0162】nチャネルMOSトランジスタQn27、
Qn28、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。nチャネルMOSトラ
ンジスタQn26、Qn34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F
F1、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、FF2とMOSキャパ
シタQd2の接続を制御する。
N-channel MOS transistor Qn27,
The gates of Qn28, 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 n-channel MOS transistors Qn26 and Qn34 equalize the flip-flops FF1 and FF2 with the signals ECH1 and ECH2 being "H". The n-channel MOS transistors Qn24 and Qn32 are flip-flops F
The connection between F1 and FF2 and the MOS capacitor Qd1 is controlled. N-channel MOS transistors Qn25, Qn33
Controls the connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd2.

【0163】pチャネルMOSトランジスタQp12
C、Qp13Cで構成される回路は、活性化信号VRF
YBAC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、Qp
15C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MOSトランジスタQp12C、Qp19
C、Qp20Cで構成される回路は、活性化信号VRF
YBA2Cによって、フリップ・フロップFF1および
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チャネルMOSトランジスタQ
p14C、Qp21C、Qp22Cで構成される回路
は、活性化信号VRFYBB2Cによって、フリップ・
フロップFF1および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VRFYBA1C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、MOSキャパシタQd2のゲ
ート電圧を変更する。
P-channel MOS transistor Qp12
The circuit composed of C and Qp13C has an activation signal VRF.
The YBAC changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF1. p-channel MOS transistors Qp14C, Qp
The circuit composed of 15C has an activation signal VRFYBBC.
Thus, the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 is changed according to the data of the flip-flop FF1.
p-channel MOS transistors Qp12C, Qp19
The circuit composed of C and Qp20C has an activation signal VRF.
The YBA2C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flops FF1 and FF2. p channel MOS transistor Q
The circuit composed of p14C, Qp21C, and Qp22C is flipped by the activation signal VRFYBB2C.
Depending on the data of the flops FF1 and FF2, the MOS
The gate voltage of the capacitor Qd2 is changed. The circuit including the n-channel MOS transistors Qn1C and Qn2C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF2 by the activation signal VRFYBA1C. The circuit composed of n-channel MOS transistors Qn3C and Qn4C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 according to the data of the flip-flop FF2 by the activation signal VRFYBB1C.

【0164】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M
OS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MOS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
BLCA、BLCBによって、データ回路3とビット線
BLa、BLbの接続をそれぞれ制御する。nチャネル
MOS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。
MOS capacitors Qd1 and Qd2 are formed of depletion type n-channel MOS transistors, and are sufficiently smaller than the bit line capacitance. n channel M
The OS transistor Qn37 is set to M by the signal PREA.
The OS capacitor Qd1 is charged to the voltage VA. The n-channel MOS transistor Qn38 charges the MOS capacitor Qd2 to the voltage VB by the signal PREB. The n-channel MOS transistors Qn39 and Qn40 control the connection between the data circuit 3 and the bit lines BLa and BLb by the signals BLCA and BLCB, respectively. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn37 and Qn38 also serves as the bit line voltage control circuit.

【0165】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を、動作波形図に従って説明する。以下では制御
ゲートCG2Aが選択されている場合を示す。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation of will be described with reference to an operation waveform diagram. Hereinafter, a case where the control gate CG2A is selected will be described.

【0166】<読み出し動作>図29は、読み出し動作
を示す動作波形図である。
<Read Operation> FIG. 29 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【0167】図29に示すように、まず、電圧VA、V
Bがそれぞれ1.8V、1.5Vとなって、ビット線B
La、BLbはそれぞれ1.8V、1.5Vになる。時
刻t1RC に信号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B
LbとMOSキャパシタQd2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PRE
A、PREBが“L”となって、MOSキャパシタQd
1、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。続いて、時刻t2RC に制御ゲー
ト・選択ゲート駆動回路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0V、非選択制御ゲー
トCG1A、CG3A、CG4Aと選択ゲートSG1
A、SG2AはVCC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。この
後、時刻t3RC に信号BLCA、BLCBが“H”とな
りビット線のデータがMOS キャパシタQd1,Qd2に
転送される。その後、再度、信号BLCA、BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り
離される。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、信号RV1A、RV1Bが“H”となる。時刻
t4RC 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”か、或いは“1”または“2”または“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。
As shown in FIG. 29, first, the voltages VA and V
B becomes 1.8V and 1.5V respectively, and bit line B
La and BLb are 1.8V and 1.5V, respectively. At time t1RC, the signals BLCA and BLCB become "L",
Bit line BLa, MOS capacitor Qd1, bit line B
The Lb and the MOS capacitor Qd2 are separated, and the bit lines BLa and BLb become floating. Signal PRE
A and PREB become "L", and MOS capacitor Qd
Nodes N1 and N2, which are gate electrodes of 1 and Qd2, are in a floating state. Subsequently, at time t2RC, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit is 0V, the non-selection control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate SG1.
A and SG2A are set to VCC. If the threshold value of the selected memory cell is 0V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. After that, at time t3RC, the signals BLCA and BLCB change to "H", and the data on the bit line is transferred to the MOS capacitors Qd1 and Qd2. After that, the signals BLCA and BLCB are again set to "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
The d1, bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated. Signals SAN1 and SAP1 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
After that, the signals RV1A and RV1B become "H". At time t4RC, the signals SAN1 and SAP1 again become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. With this, "whether the data of the memory cell is" 0 ", or" 1 "or" 2 "or" 3 ""
Is sensed by flip-flop FF1 and that information is latched.

【0168】次に、選択された制御ゲートが1V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。時刻t5RC に信号PREA、PRE
Bが“H”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はそれぞれ1.8
V、1.5Vになる。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。この後、時刻t6RC に信号BLCA、BLCBが
“H”とされる。再度、信号BLCA、BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り
離される。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。時刻
t7RC に再度、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。これで、「メモリセルのデータが
“0”または“1”か、或いは“2”または“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。
Next, the selected control gate is set to 1V. If the threshold of the selected memory cell is less than 1V,
The bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold voltage of the selected memory cell is 1 V or higher, the bit line voltage is 1.
It remains at 8V. Signals PREA, PRE at time t5RC
B becomes "H", and MOS capacitors Qd1 and Qd2
The gate electrodes of the nodes N1 and N2 are 1.8
It becomes V and 1.5V. Signals PREA and PREB are "L"
Then, the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, are brought into a floating state. After that, the signals BLCA and BLCB are set to "H" at time t6RC. The signals BLCA and BLCB are again set to "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
The d1, bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated. The signals SAN2 and SAP2 are "L",
The signal becomes "H", the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized.
After that, the signals RV2A and RV2B become "H". At time t7RC, the signals SAN2 and SAP2 again become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. With this, "whether the data of the memory cell is" 0 "or" 1 ", or" 2 "or" 3 ""
Is sensed by flip-flop FF2 and that information is latched.

【0169】図30は、時刻t7RC のときにフリップ・
フロップFF1、FF2がセンスし、ラッチしている読
み出しデータを示す図である。この時のフリップフロッ
プFF1、FF2のノードN3C、N5Cの電位は図3
0のようになる。
FIG. 30 shows a flip-flop at time t7RC.
FIG. 6 is a diagram showing read data sensed and latched by flops FF1 and FF2. At this time, the potentials of the nodes N3C and N5C of the flip-flops FF1 and FF2 are as shown in FIG.
It will be like 0.

【0170】最後にメモリセルに書き込まれたデータが
「“2”または“3”か」がセンスされる。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t8RC
に信号PREA、PREBが“H”となって、MOSキ
ャパシタQd1、Qd2のゲート電極であるノードN
1、N2はそれぞれ1.8V、1.5Vになる。信号P
REA、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。この後、時刻t10RCに信号
BLCA、BLCBが“H”とされる。その後、再度、
信号BLCA、BLCBが“L”となって、ビット線B
LaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとMO
SキャパシタQd2は切り離される。MOS キャパシタの
データをセンスするに先立ち、時刻t11RCにVRFYB
A2Cが0Vになる。図22からわかるように、ノード
N5Cが“Low level ”およびノードN3Cが“Highle
vel”(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,Qp20Cがオンし、ノードN1がVCC
になる。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、信号RV1A、RV1Bが“H”とな
る。時刻t12RC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“2”か“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。
Lastly, whether the data written in the memory cell is "2" or "3" is sensed. The selected control gate 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. Time t8RC
The signals PREA and PREB are set to "H", and the node N which is the gate electrode of the MOS capacitors Qd1 and Qd2.
1 and N2 are 1.8V and 1.5V, respectively. Signal P
REA and PREB are set to "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. After that, the signals BLCA and BLCB are set to "H" at time t10RC. Then again
The signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line B
La and MOS capacitor Qd1, bit line BLb and MO
The S capacitor Qd2 is disconnected. Before sensing the data of MOS capacitor, VRFYB at time t11RC
A2C becomes 0V. As can be seen from FIG. 22, the node N5C is "Low level" and the node N3C is "Highle".
vel ”(that is, the node N4C becomes“ Low level ”) only in the case of“ 1 ”data. Therefore, only in the case of“ 1 ”data, the p-channel MOS transistor Qp12C,
Qp19C and Qp20C are turned on, and node N1 is at VCC
become. After that, the signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF1 is deactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and is equalized. After that, the signals RV1A and RV1B become "H". At time t12RC, the signals SAN1 and SAP1 again become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, "whether the data in the memory cell is" 2 "or" 3 "" is sensed by the flip-flop FF1 and the information is latched.

【0171】図31は、フリップ・フロップFF1、F
F2がセンスし、ラッチする読み出しデータを示す図で
ある。
FIG. 31 shows flip-flops FF1 and F.
FIG. 9 is a diagram showing read data which F2 senses and latches.

【0172】以上の読み出し動作の結果、4値のデータ
が、図31のようにフリップフロップFF1,FF2に
ラッチされる。図中の各データのしきい値分布は次のと
うりである。
As a result of the above read operation, 4-level data is latched in the flip-flops FF1 and FF2 as shown in FIG. The threshold distribution of each data in the figure is as follows.

【0173】 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: 0V or less Data “1” ... Threshold value 0.5V or more and 0.8V or less Data “2” ... Threshold value 1.5V or more and 1.8V 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.

【0174】カラムアドレスデコーダに入力されるカラ
ム活性化信号CENBが“H”となると、アドレス信号
によって選択されたデータ回路に保持されているデータ
がデータ入出力線IOA、IOB、IOC、IODに出
力され、データ入出力バッファ4を介してEEPROM
外部へ出力される。
When the column activation signal CENB input to the column address decoder becomes "H", the data held in the data circuit selected by the address signal is output to the data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD. Via the data input / output buffer 4 to the EEPROM
Output to the outside.

【0175】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図31のとう
りである。
Data stored in memory cells, threshold values, data input / output lines IOA, IOB, IOC, IOD
The relationship of the levels output after the reading is shown in FIG.

【0176】チップ外部への出力データは、データ入出
力バッファ5でデータ入力線IOA、IOB、IOC、
IODに出力された信号をもとに変換したものもよい。
The output data to the outside of the chip is transferred to the data input / output buffer 5 through the data input lines IOA, IOB, IOC,
It may be converted based on the signal output to the IOD.

【0177】<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”データおよび“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。すべてのメモ
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 simultaneously. And "1" data, "2"
Verify read is performed to check whether the 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.

【0178】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, and then the verify read will be described.

【0179】(1)プログラム 書き込み動作前に、入力された2ビット分のデータは、
データ入出力バッファ5で変換されて、データ回路6**
に入力される。
(1) Program The 2-bit data inputted before the write operation is
The data circuit 6 ** is converted by the data input / output buffer 5.
Is input to

【0180】図32は、データ回路6**に入力され、フ
リップ・フロップFF1、FF2がラッチする書き込み
データを示す図である。4値データとデータ入出力線I
OA、IOB、IOC、IODの関係は図32のとうり
である。
FIG. 32 is a diagram showing write data input to the data circuit 6 ** and latched by the flip-flops FF1 and FF2. 4-level data and data input / output line I
The relationship between OA, IOB, IOC, and IOD is as shown in FIG.

【0181】変換された4値データは、カラム活性化信
号CENBが“H”で、アドレス信号で指定されたカラ
ム番地のデータ回路に転送される。
The converted 4-value data is transferred to the data circuit at the column address designated by the address signal when the column activation signal CENB is "H".

【0182】図33は、書き込み動作を示す動作波形図
である。
FIG. 33 is an operation waveform diagram showing a write operation.

【0183】まず、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”または“3”が保持されているからはビット線制
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Qn32のしきい値を1Vとすると、
“0”または“2”書き込み時にはnチャネルMOSト
ランジスタQn32は“OFF”、“1”または“3”
書き込み時には“ON”となる。その後、時刻t3sにV
RFYBACが0Vになり、データ“0”またはデータ
“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。
First, at time t1s, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 1V and the bit line BLa becomes 1V. When the voltage drop corresponding to the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn39 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted. Then, 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, since the data "1" or "3" is held, the bit line control voltage 0V is applied to the bit line. n-channel MOS
If the threshold value of the transistor Qn32 is 1 V,
When writing "0" or "2", the n-channel MOS transistor Qn32 is "OFF", "1" or "3".
It becomes "ON" at the time of writing. After that, at time t3s, V
RFYBAC becomes 0V, and 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”.

【0184】そして、時刻t4s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。
Then, at time t4s, 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.

【0185】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。
As a result, the bit line for writing "0" becomes VCC, the bit line for writing "1" becomes 2V, the bit line for writing "2" becomes 1V, and the bit line for writing "3" becomes 0V.

【0186】時刻t1sに制御ゲート・選択ゲート駆動回
路によって、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。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。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S
AN1、SAN2、PREB、BLCBは“H”、信号
SAP1、SAP2、VRFYBA1C、RV1A、R
V1B、RV2B、ECH1、ECH2は“L”、電圧
VBは0Vである。
At time t1s, the select gate SG1 of the block selected by the control gate / select gate driving circuit 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. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “2”,
Due to the potential difference between the channel potential of 1 V and the VPP of the control gate, electrons are injected into the floating 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. The channel potential in the case of writing "2" is set to 1 V, and the channel potential in the case of writing "1" is set to 2 V because the injection amount of electrons is "3" when writing data, when "2" writing is set to "2". This is to reduce the number in the order of 1 ”writing. In the memory cell corresponding to the data circuit in which the data “0” is held, since the potential difference between the channel potential and VPP of the control gate is small, electrons are not effectively injected into the floating gate. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change. During writing operation, signal S
AN1, SAN2, PREB, BLCB are "H", signals SAP1, SAP2, VRFYBA1C, RV1A, R
V1B, RV2B, ECH1 and ECH2 are "L", and the voltage VB is 0V.

【0187】(2)ベリファイ読み出し 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および
“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 repeated until all the memory cells for "1" write, the memory cells for "2" write and the memory cells for "3" write reach the desired threshold value.

【0188】図34および図35はそれぞれ、ベリファ
イ読み出し動作を示す動作波形図である。
34 and 35 are operation waveform diagrams showing the verify read operation, respectively.

【0189】以下、図34および図35を参照し、書き
込みベリファイ動作を説明する。
The write verify operation will be described below with reference to FIGS. 34 and 35.

【0190】はじめに、“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。
First, it is detected whether or not the memory cell for writing "1" has reached a predetermined threshold value.

【0191】まず、図34に示すように、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Qd2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P
REA、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。続いて時刻t2yc に、制御
ゲート・選択ゲート駆動回路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、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0.5V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0.5V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのまま
となる。時刻t3yc 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t4yc 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t5yc に信号VRFYB
A1Cが“H”となると、“0”または“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
または“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。
First, as shown in FIG. 34, time t1yc
And the voltages VA and VB are 1.8V and 1.5V, respectively, and the bit lines BLa and BLb are 1.8V and respectively.
1.5V. The signals BLCA and BLCB become "L", the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2, and the bit lines BLa and BLb are floated. Signal P
REA and PREB are set to "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. Then, at time t2yc, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit is set to 0.5V, and the non-selected 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 0.5V or less, the bit line voltage will be lower than 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. At time t3yc, 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 that, RV1A becomes 1.5V at time t4yc, and the node N1 is discharged to 0V in the case of "2" write and "3" write. Signal VRFYB at time t5yc
When A1C 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".

【0192】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t6yc 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。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”また
は“2”または“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。
The signals SAN2 and SAP2 are set to "L" and "H", respectively, to inactivate the flip-flop FF2, and the signal ECH2 is set to "H" and equalized. After that, the signals RV2A and RV2B become "H". Again, the signals SAN2 and SAP2 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t6yc. 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. 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", "2" or "3" write data is not changed.

【0193】次に、選択された制御ゲートが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t7yc にPRE
A,PREBがVCCになりノードN1、N2が1.8
V、1.5Vになった後、フローティングになる。この
後時刻t8yc 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
t9yc に、信号RV2Aが例えばVCC以下の1.5V
とされる。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
n 32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Qn 32は“OFF”で、ノー
ドN1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
t10ycに信号VRFYBACが“L”となると、“0”
または“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“O
N”であり、ノードN1はVCCとなる。
Next, the selected control gate is set to 1.5V. If the threshold of the selected memory cell is less than 1.5V, the bit line voltage will be less than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 1.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. PRE at time t7yc
A and PREB are set to VCC, and the nodes N1 and N2 are 1.8.
After V and 1.5V, it becomes floating. Thereafter, at time t8yc, 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 that, at time t9yc, the signal RV2A is, for example, 1.5 V below VCC.
It is said. 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.
n 32 is “ON”, and the node N1 becomes 0V. "2"
In the data circuit holding the write data, when the memory cell is sufficiently written with "2", the n-channel MOS transistor Qn32 is "OFF" and the node N1 is kept at 1.5 V or more. When the "2" write is insufficient, the voltage at the node N1 is 1.5 V or less. When the signal VRFYBAC becomes "L" at time t10yc, "0"
Alternatively, in the data circuit in which the "1" write data is held, the p-channel MOS transistor Qp13 is "O".
N ″, and the node N1 becomes VCC.

【0194】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t11yc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。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”また
は“1”または“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。
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" to be equalized. After that, 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 t11yc. 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. 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", "1" or "3" write data is not changed.

【0195】次に、選択された制御ゲートが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。この後、時刻t12yc
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。再度、信号BLC
A、BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMO
S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t13ycに、信号V
RFYBACが“L”となると、“0”または“1”書
き込みデータが保持されているデータ回路および、
“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Qp13cが“ON”であり、ノ
ードN1はVCC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FF
1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。その後時刻t14ycに、信号SAN1、S
AP1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。
Next, the selected control gate is brought to 2.5V. If the threshold of the selected memory cell is less than 2.5V, the bit line voltage will be less 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. After this, time t12yc
Then, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. Again, the signal BLC
A, BLCB become “L”, and the bit lines BLa and MO
The S capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. After this, at time t13yc, the signal V
When RFYBAC becomes "L", a data circuit holding "0" or "1" write data, and
In the data circuit in which "2" has been sufficiently written, the p-channel MOS transistor Qp13c is "ON" and the node N1 is at VCC. The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF.
1 is inactivated, the signal ECH1 becomes "H" and is equalized. After that, the signals RV1A and RV1B become "H". After that, at time t14yc, the signals SAN1 and S
When AP1 becomes "H" and "L", respectively, the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0196】この後、図35に示すように、書き込みデ
ータの変換が更に行われる。時刻t15ycに、信号BLC
A、BLCB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Q
d1、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t16ycに、信号VRFYBA1C
が“H”となると、“0”または“2”書き込みデータ
が保持されているデータ回路および“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Qn2
C が“ON”であり、ノードN1はVCCとなる。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ECH
2が“H”となってイコライズされる。この後、信号R
V2A、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。
After this, as shown in FIG. 35, write data conversion is further performed. At time t15yc, signal BLC
A and BLCB are set to "H", the potential of the bit line is N1,
It is transferred to N2. The signals BLCA and BLCB are again set to "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
The d1, bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated. After this, at time t16yc, the signal VRFYBA1C
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 Qn2
Since C is "ON", the node N1 becomes VCC. The signals SAN2 and SAP2 are set to "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF2 is deactivated, and the signal ECH.
2 becomes "H" and is equalized. After this, the signal R
V2A and RV2B become "H". After that, time t17yc
The signals SAN2 and SAP2 are "H" and "L", respectively.
As a result, the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0197】上記実施の形態では時刻t16ycにVRFY
BA1CをVCCにすることにより、“0”書き込みお
よび“2”書き込みする場合のMOS キャパシタQd1の
ノードN1を、ノードN2の電位(1.5V)よりも高
くなるように充電している。t16ycにRV2Bを例えば
1.5Vにしても良い。この場合、“0”書き込みまた
は“2”書き込みの場合には、ノードN6Cが0Vなの
でnチャネルMOS トランジスタQn33がオンしN2は
0Vになる。一方、“1”または“3”書き込みの場合
には、ノードN6CがVCC、N2が1.5Vなのでn
チャネルMOS トランジスタQn33はオフし、N2は
1.5Vを保たれる。時刻t16ycにVRFYBA1Cを
VCCにして行う、“0”書き込みおよび“2”書き込
みする場合のN1への充電はN2の電位(0V)よりも
大きければよいので、N1の充電は例えば0.5V程度
の低い電圧でよい。
In the above embodiment, VRFY is set at time t16yc.
By setting BA1C to VCC, the node N1 of the MOS capacitor Qd1 for "0" write and "2" write is charged to be higher than the potential (1.5V) of the node N2. For example, RV2B may be set to 1.5V at t16yc. In this case, in the case of "0" write or "2" write, since the node N6C is 0V, the n-channel MOS transistor Qn33 is turned on and N2 becomes 0V. On the other hand, in the case of writing "1" or "3", the node N6C is VCC and the node N2 is 1.5V.
The channel MOS transistor Qn33 is turned off and N2 is kept at 1.5V. At the time t16yc, VRFYBA1C is set to VCC. When writing "0" and "2", the charge to N1 may be larger than the potential (0V) of N2. Therefore, the charge of N1 is, for example, about 0.5V. Low voltage is enough.

【0198】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”または“1”または“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.

【0199】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 the write verify, the signal VRFYBB
C is "H", signal VRFYBB1C is "L", voltage Vs
Is 0V.

【0200】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
したか否かがわかる。
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 possible to know whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold value.

【0201】図28は、書き込み終了一括検知トランジ
スタを有したデータ回路の回路図である。
FIG. 28 is a circuit diagram of a data circuit having a write completion batch detection transistor.

【0202】書き込み終了の検出は例えば、図28に示
すように書き込み終了一括検知トランジスタQn5C、
およびQn6Cを用いればよい。ベリファイ読み出し
後、まず、VRTCを、例えばVCCにプリチャージす
る。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または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Qn
5CとQn6Cの少なくとも1つはオンし、VRTCは
プリチャージ電位から低下する。すべてのメモリセルが
十分に書き込まれると、データ回路6**-0、、6**-1、
…、6**-m-1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およびQn6CがオフになるのでVRT
Cはプリチャージ電位を保つ。
The end of writing is detected by, for example, the write end collective detection transistor Qn5C as shown in FIG.
And Qn6C may be used. After the verify read, VRTC is first precharged to VCC, for example. If there is even one memory cell for which writing is insufficient,
Since at least one of the nodes N4C and N6C of the data circuit is "H", the n-channel MOS transistor Qn
At least one of 5C and Qn6C is turned on, and VRTC drops from the precharge potential. When all the memory cells are sufficiently written, the data circuits 6 **- 0, 6 ** -1,
..., the nodes N4C and N6C of 6 ** -m-1 become "L".
As a result, since the n-channel MOS transistors Qn5C and Qn6C in all the data circuits are turned off, VRT
C maintains the precharge potential.

【0203】以上、第3の実施の形態に係るEEPRO
Mを説明したが、ベリファイ読み出し、書き込み、通常
の読み出し等は、他の動作が可能である。
As mentioned above, the EEPRO according to the third embodiment
Although M has been described, other operations such as verify read, write, and normal read are possible.

【0204】図36は、他のベリファイ読み出し動作を
示す動作波形図である。
FIG. 36 is an operation waveform diagram showing another verify read operation.

【0205】例えばベリファイ読み出しは、図36の動
作波形図のように動作させても良い。
For example, the verify read may be operated as shown in the operation waveform diagram of FIG.

【0206】図36に示すベリファイ読み出しでは、時
刻t12ycまでの動作は、図35に示すベリファイ読み出
しと同様であり、時刻t12yc以降の動作が異なってい
る。
In the verify read shown in FIG. 36, the operation up to time t12yc is the same as the verify read shown in FIG. 35, but the operation after time t12yc is different.

【0207】時刻t12yc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。メモリセルのしきい値が2.5V以上である場合に
はビット線BLaは1.5V以上、2.5V以下である
場合にはビット線BLbは1.5V以下である。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
t13zcに信号VRFYBA1Cが“H”となると、
“0”または“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Qn2が“ON”であり、ノ
ードN1は1.5V以上となる。信号SAN2、SAP
2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。その後時刻t14zc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。
At time t12yc, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. When the threshold voltage of the memory cell is 2.5 V or more, the bit line BLa is 1.5 V or more, and when it is 2.5 V or less, the bit line BLb is 1.5 V or less. 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, when the signal VRFYBA1C becomes "H" at time t13zc,
In a data circuit that holds “0” or “2” write data and a data circuit that is sufficient for writing “1”, n
The channel MOS transistor Qn2 is "ON", and the node N1 becomes 1.5V or higher. Signal SAN2, SAP
2 becomes "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF2 is deactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. After this, the signals RV2A and RV2B
Becomes "H". After that, at time t14zc, the signal SAN2,
When the SAP2 becomes "H" and "L", respectively, the voltage of the node N1 is sensed and latched.

【0208】この後、図36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t15zc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。この後時刻t16zcに、信号VRFYBAC
が“L”となると、“0”または“1”書き込みデータ
が保持されているデータ回路、および“2”書き込みが
十分におこな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V
CC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、信号RV1A、RV1Bが“H”とな
る。その後、時刻t17zc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。また、データ回路の回路
構成も、図20に示す回路構成に限られるものではな
く、他の回路構成であっても良い。
After this, as shown in FIG. 36, conversion of write data is further performed. At time t15zc, signal B
LCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is N
1 is transferred to N2. Again, the signals BLCA, BLCB
Becomes "L", and the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2. After this, at time t16zc, the signal VRFYBAC
Becomes "L", in the data circuit in which "0" or "1" write data is held and in the data circuit in which "2" write is sufficiently performed, p channel MOS
The transistor Qp13 is "ON" and the node N1 is at V
CC. 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". After that, at time t17zc, the signals SAN1 and SAP1 become "H" and "L", respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. Moreover, the circuit configuration of the data circuit is not limited to the circuit configuration shown in FIG. 20, and may be another circuit configuration.

【0209】図37、図38、図39および図40はそ
れぞれ、データ回路の他の回路図である。
37, 38, 39 and 40 are other circuit diagrams of the data circuit, respectively.

【0210】図37に示すデータ回路の、VRFYBA
1C、VRFYBB1Cの動作タイミングは、図28の
データ回路と同様の動作タイミングを用いた場合(動作
波形図;図29、図33、図34、図35、図36)、
VCCを0V,0VをVCCにすればよい。なお、VR
FYBAC,VRFYBBC、VRFYBA2C,VR
FYBB2Cのタイミングは、図28のデータ回路を用
いた場合と同様である。
VRFYBA of the data circuit shown in FIG.
As for the operation timing of 1C and VRFYBB1C, when the same operation timing as that of the data circuit of FIG. 28 is used (operation waveform diagram; FIGS. 29, 33, 34, 35, 36),
It is sufficient to set VCC to 0V and 0V to VCC. Note that VR
FYBAC, VRFYBBC, VRFYBA2C, VR
The timing of FYBB2C is the same as that when the data circuit of FIG. 28 is used.

【0211】また、図38に示すデータ回路の、VRF
YBAC,VRFYBBC、VRFYBA2C,VRF
YBB2Cの動作タイミングは、図28のデータ回路を
用いた場合(動作波形図;図29、図33、図34、図
35、図36)、VCCを0V,0VをVCCにすれば
よい。なお、VRFYBA1C,VRFYBB1Cの動
作タイミングは、図28のデータ回路を用いた場合と同
様である。
Further, VRF of the data circuit shown in FIG.
YBAC, VRFYBBC, VRFYBA2C, VRF
Regarding the operation timing of YBB2C, when the data circuit of FIG. 28 is used (operation waveform diagram; FIG. 29, FIG. 33, FIG. 34, FIG. 35, FIG. 36), VCC may be 0V and 0V may be VCC. The operation timing of VRFYBA1C and VRFYBB1C is the same as that when the data circuit of FIG. 28 is used.

【0212】また、図39に示すデータ回路の、VRF
YBAC、VRFYBBCの動作タイミングは、図28
のデータ回路を用いた場合(動作波形図;図29、図3
3、図34、図35、図36)、VCCを0V,0Vを
VCCにすればよい。なお、VRFYBA1C,VRF
YBB1C、VRFYBA2C,VRFYBB2Cの動
作タイミングは、図28のデータ回路を用いた場合と同
様である。
The VRF of the data circuit shown in FIG.
The operation timings of YBAC and VRFYBBC are shown in FIG.
When the data circuit of is used (operation waveform diagram; FIGS. 29 and 3
3, FIG. 34, FIG. 35, FIG. 36), VCC may be 0V, and 0V may be VCC. In addition, VRFYBA1C, VRF
The operation timing of YBB1C, VRFYBA2C, VRFYBB2C is the same as that when the data circuit of FIG. 28 is used.

【0213】また、図40に示すデータ回路の、VRF
YBA2C、VRFYBB2Cの動作タイミングは、図
28のデータ回路を用いた場合(動作波形図;図29、
図33、図34、図35、図36)、VCCを0V,0
VをVCCにすればよい。なお、VRFYBA1C,V
RFYBB1C、VRFYBAC,VRFYBBCの動
作タイミングは、図28のデータ回路を用いた場合と同
様である。さらに、VRFYBA2C,VRFYBB2
C,VRFYBA1C,VRFYBB1CをVCCにす
る場合に、VCCの代わりに、VCC+Vth(Vth
はnチャネルMOS トランジスタのしきい値電圧)、ある
いはVCC+2Vthにしても良い。この場合、nチャ
ネルMOS トランジスタは、実質的な“しきい値落ち”を
発生させずに、電位を転送できる。
The VRF of the data circuit shown in FIG.
The operation timings of YBA2C and VRFYBB2C are when the data circuit of FIG. 28 is used (operation waveform diagram; FIG. 29,
33, 34, 35, 36), VCC is 0V, 0
V may be set to VCC. In addition, VRFYBA1C, V
The operation timing of RFYBB1C, VRFYBAC, VRFYBBC is the same as that when the data circuit of FIG. 28 is used. Furthermore, VRFYBA2C, VRFYBB2
When C, VRFYBA1C and VRFYBB1C are set to VCC, instead of VCC, VCC + Vth (Vth
May be (threshold voltage of n-channel MOS transistor) or VCC + 2Vth. In this case, the n-channel MOS transistor can transfer the potential without causing substantial "threshold drop".

【0214】また、上記第3の実施の形態では、読み出
しおよびベリファイ読み出し時に、ビット線をプリチャ
ージした後、非選択コントロールゲートCG1A,CG
3A,CG4AをVCCにすることにより、CG1A,
CG3A,CG4Aをゲート電極とするメモリセルをオ
ンさせている。
Further, in the third embodiment, at the time of read and verify read, after precharging the bit line, the non-selected control gates CG1A, CG are set.
By setting 3A and CG4A to VCC, CG1A,
The memory cells having CG3A and CG4A as gate electrodes are turned on.

【0215】これを、例えば非選択コントロールゲート
CG1A,CG3A,CG4AはVCCにした後、フロ
ーティングにし、その後、ビット線をプリチャージして
も良い。あるいは、ビット線をプリチャージした後、非
選択コントロールゲートをVCCにし、その後、非選択
コントロールゲートをフローティングにしても良い。こ
の場合、メモリセルを通じて、ビット線からソース線に
読み出し電流が流れる間に非選択コントロールゲートは
フローティング状態である。読み出し電流が流れる間
は、非選択コントロールゲートをゲート電極とするメモ
リセルのチャネルは0Vから大きくなり、その結果、チ
ャネルと非選択コントロールゲート間の容量結合によっ
て非選択コントロールゲートの電位はVCCよりも大き
くなる。このように非選択コントロールゲートの電位が
VCCよりも大きくなると、非選択コントロールゲート
をゲート電極とするメモリセルの抵抗が小さくなり、そ
の結果読み出し電流が大きくなり、読み出しが高速化さ
れる。
For example, the non-selection control gates CG1A, CG3A, and CG4A may be set to VCC, then set to floating, and then the bit lines may be precharged. Alternatively, after precharging the bit line, the non-selected control gate may be set to VCC, and then the non-selected control gate may be floated. In this case, the non-selected control gate is in a floating state while the read current flows from the bit line to the source line through the memory cell. While the read current is flowing, the channel of the memory cell having the non-selected control gate as a gate electrode is increased from 0 V, and as a result, the potential of the non-selected control gate is higher than VCC due to capacitive coupling between the channel and the non-selected control gate. growing. When the potential of the non-selected control gate becomes higher than VCC as described above, the resistance of the memory cell having the non-selected control gate as a gate electrode becomes small, and as a result, the read current becomes large and the read speed is increased.

【0216】<実施の形態4>次に、この発明の第4の
実施の形態に係る多値記憶NAND型EEPROMを説
明する。
<Fourth Embodiment> Next, a multi-value storage NAND type EEPROM according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0217】なお、第4の実施の形態に係るEEPRO
Mは、第2の実施の形態に係るEEPROMなどと同様
に、図1、図2に示した構成と同様な構成を持つ。
The EEPRO according to the fourth embodiment
The M has a configuration similar to that shown in FIGS. 1 and 2, like the EEPROM according to the second embodiment.

【0218】図41は、この発明の第4の実施の形態に
係るEEPROMが有するデータ回路の回路図である。
図41に示すデータ回路は、4値記憶を例に構成されて
いる。
FIG. 41 is a circuit diagram of a data circuit included in the EEPROM according to the fourth embodiment of the present invention.
The data circuit shown in FIG. 41 is configured with four-value storage as an example.

【0219】図41に示すデータ回路は、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IOA〜IODを介してチップの外部へ出力
される。
The data circuit shown in FIG. 41 includes two latch circuits (first latch circuit and second latch circuit). At the time of writing, 2-bit write data is stored in these two latch circuits. When reading
The read four-valued data is stored in these two latch circuits and then output to the outside of the chip via IOA to IOD.

【0220】図41に示すように、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により
構成されるフリップ・フロップFF1とnチャネルMO
S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
により構成されるFF2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。
As shown in FIG. 41, a flip-flop FF1 and an n-channel MO formed by n-channel MOS transistors Qn21, Qn22, Qn23 and p-channel MOS transistors Qp9, Qp10, Qp11.
S transistors Qn29, Qn30, Qn31 and p-channel MOS transistors Qp16, Qp17, Qp18
The write / read data is latched in the FF2 configured by. These also operate as sense amplifiers.

【0221】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.

【0222】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
IOC、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。データ入出力線IOA、IOB、IOC、I
ODは、図1に示されたデータ入出力バッファ5にも接
続される。nチャネルMOSトランジスタQn27、Q
n28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。
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. The data input / output lines IOC, IOD and the flip-flop FF2 are connected via n-channel MOS transistors Qn35, Qn36. Data input / output lines IOA, IOB, IOC, I
The OD is also connected to the data input / output buffer 5 shown in FIG. n-channel MOS transistors Qn27, Q
The gate of n28 is connected to the output of the column address decoder composed of the NAND logic circuit G3 and the inverter I5.

【0223】nチャネルMOSトランジスタQn26、
Qn34は、それぞれフリップ・フロップFF1、FF
2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、Qn
32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、FF2とMOSキャパシタQd2の接続を制御
する。
N-channel MOS transistor Qn26,
Qn34 is a flip-flop FF1 and FF, respectively.
The signals ECH1 and ECH2 are equalized to "H". n-channel MOS transistors Qn24, Qn
32 controls the connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd1. The n-channel MOS transistors Qn25 and Qn33 control the connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd2.

【0224】nチャネルMOSトランジスタQn50
C、Qn51Cで構成される回路は、活性化信号VRF
YBAC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。nチャネルMOSトランジスタQn52C、Qn
53D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。
nチャネルMOSトランジスタQn53C、Qn54
C、Qn55Cで構成される回路は、活性化信号VRF
YBA2Cによって、フリップ・フロップFF1および
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。nチャネルMOSトランジスタQ
n56C、Qn57C、Qn58Cで構成される回路
は、活性化信号VRFYBB2Cによって、フリップ・
フロップFF1および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VRFYBA1C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、MOSキャパシタQd2のゲ
ート電圧を変更する。
N-channel MOS transistor Qn50
The circuit composed of C and Qn51C has an activation signal VRF.
The YBAC changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF1. n-channel MOS transistors Qn52C, Qn
The circuit composed of 53D has an activation signal VRFYBBC.
Thus, the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 is changed according to the data of the flip-flop FF1.
n-channel MOS transistors Qn53C, Qn54
The circuit composed of C and Qn55C has an activation signal VRF.
The YBA2C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flops FF1 and FF2. n channel MOS transistor Q
The circuit composed of n56C, Qn57C and Qn58C is flipped by the activation signal VRFYBB2C.
Depending on the data of the flops FF1 and FF2, the MOS
The gate voltage of the capacitor Qd2 is changed. The circuit including the n-channel MOS transistors Qn1C and Qn2C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd1 according to the data of the flip-flop FF2 by the activation signal VRFYBA1C. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn3C and Qn4C changes the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 according to the data of the flip-flop FF2 by the activation signal VRFYBB1C.

【0225】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M
OS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MOS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
BLCA、BLCBによって、データ回路3とビット線
BLa、BLbの接続をそれぞれ制御する。nチャネル
MOS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。
MOS capacitors Qd1 and Qd2 are formed of depletion type n-channel MOS transistors, and are sufficiently smaller than the bit line capacitance. n channel M
The OS transistor Qn37 is set to M by the signal PREA.
The OS capacitor Qd1 is charged to the voltage VA. The n-channel MOS transistor Qn38 charges the MOS capacitor Qd2 to the voltage VB by the signal PREB. The n-channel MOS transistors Qn39 and Qn40 control the connection between the data circuit 3 and the bit lines BLa and BLb by the signals BLCA and BLCB, respectively. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn37 and Qn38 also serves as the bit line voltage control circuit.

【0226】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を、動作波形図に従って説明する。以下では制御
ゲートCG2Aが選択されている場合を示す。
Next, the EEPROM configured as described above
The operation of will be described with reference to an operation waveform diagram. Hereinafter, a case where the control gate CG2A is selected will be described.

【0227】<読み出し動作>図42は、読み出し動作
を示す動作波形図である。
<Read Operation> FIG. 42 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【0228】図42に示すように、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BLa、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
によって選択されたブロックの選択された制御ゲートC
G2A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SAN1、SAP
1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t3wに、信号RV1
A、RV1Bが“H”となる。時刻tw4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”または“1”か、
或いは“2”または“3”か」がフリップ・フロップF
F1によってセンスされ、その情報はラッチされる。
As shown in FIG. 42, first, at time tw1, the voltages VA and VB are 1.8 V and 1.5 V, respectively,
Bit lines BLa and BLb are 1.8V and 1.5V, respectively
become. Next, the signals PREA and PREB become "L", and the bit lines BLa and BLb become floating.
Then, at time tw2, the selected control gate C of the block selected by the control gate / select gate drive circuit is selected.
G2A is 1V, non-selection control gates CG1A, CG3A,
CG4A and select gates SG1A and 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 SAN1, SAP
1 becomes "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and is equalized. After this, at time t3w, the signal RV1
A and RV1B become "H". At time tw4, the signals SAN1 and SAP1 again become “H” and “L”, respectively, so that the voltage of the node N1 is sensed and latched. With this, "If the data of the memory cell is" 0 "or" 1 ",
Or is it "2" or "3"? "
Sensed by F1, the information is latched.

【0229】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1.5
V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tw7に信号RV2A、RV2
Bが“H”となる。時刻tw8に、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”か、或いは“1”または“2”また
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。
Next, it is judged whether the threshold voltage of the memory cell is 0 V or higher or 0 V 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.
Precharged to V and then floated. After that, the control gate selected at time tw6 is set to 0V. If the threshold value of the selected memory cell is 0V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. The signals SAN2 and SAP2 become "L" and "H", respectively, and the flip-flop FF2.
Are deactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. After this, at time tw7, the signals RV2A and RV2
B becomes "H". At time tw8, signals SAN2, SAP
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.

【0230】図43は、時刻tw8のときにフリップ・フ
ロップFF1、FF2がセンスし、ラッチしている読み
出しデータを示す図である。この時のフリップフロップ
FF1、FF2のノードN3C、N5Cの電位は図43
のようになる。
FIG. 43 shows read data sensed and latched by the flip-flops FF1 and FF2 at time tw8. The potentials of the nodes N3C and N5C of the flip-flops FF1 and FF2 at this time are shown in FIG.
become that way.

【0231】最後に、メモリセルに書き込まれたデータ
が「“0”または“1”または“2”か、あるいは
“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tw10 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V
CCになる。
Finally, it is sensed whether the data written in the memory cell is "0" or "1" or "2" or "3". Bit line BLa at time tw9
Is precharged to 1.8V, the dummy bit line BLb is precharged to 1.5V, and then floated. After that, the control gate selected at time tw10 is set to 2V. If the threshold value of the selected memory cell is 2 V or less,
The bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2 V or more, the bit line voltage becomes 1.V.
It remains at 8V. VRFYBA2C becomes V at time tw11
Become CC.

【0232】図43からわかるように、ノードN5Cが
“High level”およびノードN3Cが“Low level ”
(つまりノードN4Cが“High 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nチャネルMOS トランジスタQn54C,Qn
55C,Qn53Cがオンし、ノードN1がVCCにな
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tw12 に、信号RV2A、RV2
Bが“H”となる。時刻tw13 に、再度、信号SAN
2、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。これで、
「メモリセルのデータが“0”または“1”または
“2”であるか、あるいは“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。
As can be seen from FIG. 43, the node N5C is "High level" and the node N3C is "Low level".
(That is, the node N4C becomes "High level") only in the case of "1" data. Therefore, only in the case of "1" data, n-channel MOS transistors Qn54C, Qn
55C and Qn53C are turned on, and the node N1 becomes VCC. After that, the signals SAN2 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, at time tw12, the signals RV2A and RV2
B becomes "H". At time tw13, signal SAN again
2 and SAP2 become "H" and "L" respectively,
The voltage of the node N1 is sensed and latched. with this,
"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.

【0233】図44は、フリップ・フロップFF1、F
F2がセンスし、ラッチする読み出しデータを示す図で
ある。
FIG. 44 shows flip-flops FF1 and F
FIG. 9 is a diagram showing read data which F2 senses and latches.

【0234】フリップ・フロップFF1およびFF2に
保持された2ビットのデータは時刻tw14 にCENBが
活性化されることにより、チップ外部に出力される。
The 2-bit data held in the flip-flops FF1 and FF2 is output to the outside of the chip when CENB is activated at time tw14.

【0235】書き込み動作、および書き込みベリファイ
読み出し動作はそれぞれ、第3の実施の形態と、ほぼ同
様に行えばよい。
The write operation and the write verify read operation may be performed in substantially the same manner as in the third embodiment.

【0236】また、第4の実施の形態では、ワード線に
所定の読み出し電圧(例えば0V、1V、2V)を印加
する前に、毎回ビット線及びダミービット線をプリチャ
ージしている。
Further, in the fourth embodiment, the bit line and the dummy bit line are precharged every time before a predetermined read voltage (for example, 0V, 1V, 2V) is applied to the word line.

【0237】これに対し、第3の実施の形態では、読み
出し及びベリファイ読み出し時に、まず最初にビット線
及びダミービット線をプリチャージし、その後はプリチ
ャージせず、ワード線の読み出し電圧を変化(例えば0
Vから1V、2V)させている。このような第3の実施
の形態においても、読み出し、あるいはベリファイ読み
出し時に、ワード線に読み出し電圧(例えば0V、1
V、2V)を印加する毎に、上記第4の実施の形態のよ
うにビット線及びダミービット線をプリチャージするよ
うにしても良い。
On the other hand, in the third embodiment, at the time of read and verify read, the bit line and the dummy bit line are first precharged, and thereafter the precharge is not performed, and the read voltage of the word line is changed ( Eg 0
V to 1V, 2V). Also in the third embodiment as described above, the read voltage (for example, 0 V, 1 V
Each time (V, 2V) is applied, the bit line and the dummy bit line may be precharged as in the fourth embodiment.

【0238】以上、この発明を第1〜第4の実施の形態
により説明したが、これら第1〜第4の実施の形態にお
いて、下記のような、さらなる変形が可能である。
Although the present invention has been described with reference to the first to fourth embodiments, the following further modifications are possible in these first to fourth embodiments.

【0239】図45は、変形されたカラム構成を有する
EEPROMの構成図である。
FIG. 45 is a block diagram of an EEPROM having a modified column structure.

【0240】上記第1〜第4の実施の形態では、左右一
つずつのビット線BLに、一つのデータ回路6**が対応
したものを説明したが、左右複数ずつビット線BLに、
一つのデータ回路6**が対応した形に変更することがで
きる。
In the first to fourth embodiments, one data circuit 6 ** corresponds to one bit line BL on the left and one bit line BL on the right.
One data circuit 6 ** can be changed to a corresponding form.

【0241】図45に示すように、変形されたカラム構
成を有するEEPROMでは、4本のビット線BLai
-1〜BLai-4、またはBLbi-1〜BLbi-4(iは
0〜3)に対して、データ回路6**-0〜6**-mのうちの
一つが設けられている。
As shown in FIG. 45, in an EEPROM having a modified column structure, four bit lines BLai are used.
-1~BLai-4 or for BLbi-1~BLbi-4 (i 0-3), one of the data circuit 6 ** -0~6 ** -m is provided.

【0242】以下、メモリセルアレイ1A側を例にとり
説明する。
The memory cell array 1A side will be described below as an example.

【0243】4本のビット線BLai-1〜BLai-4の
うち、例えばBLai-1を選択するときには、データ回
路側のトランスファゲート回路7* Aを駆動する駆動信
号BLC1〜BLC4のうち、信号BLC1を“H”レ
ベルとし、他の信号BLC2〜4をそれぞれ、“L”レ
ベルとする。
When selecting, for example, BLai-1 from the four bit lines BLai-1 to BLai-4, the signal BLC1 of the drive signals BLC1 to BLC4 for driving the transfer gate circuit 7 * A on the data circuit side is selected. Is set to the “H” level, and the other signals BLC2 to BLC4 are set to the “L” level.

【0244】また、同時に、非選択ビット線制御回路側
のトランスファゲート回路7**Aを駆動する駆動信号B
LC1D〜BLC4Dのうち、信号BLC1Dを“L”
レベルとし、他の信号BLC2D〜4Dをそれぞれ、
“H”レベルとする。これにより、選択されたビット線
BLi-1だけがデータ回路6**-0〜6**-mに接続され
る。
At the same time, a drive signal B for driving the transfer gate circuit 7 ** A on the non-selected bit line control circuit side.
Of LC1D to BLC4D, signal BLC1D is set to "L"
And set the other signals BLC2D to 4D,
Set to "H" level. Thus, only the bit lines BLi-1, which is selected is connected to the data circuit 6 ** -0~6 ** -m.

【0245】これにより、選択されたビット線BLai
-1だけがデータ回路6**-0〜6**-mに接続され、選択さ
れていないビット線BLai-2〜BLai-4はそれぞ
れ、非選択ビット線制御回路20-0A〜20-mAに接続
される。非選択ビット線制御回路20-0A〜20-mA
は、選択されていないビット線BLai-2〜BLai-4
の電位を制御する。
Thus, the selected bit line BLai is selected.
Only -1 it is connected to the data circuit 6 ** -0~6 ** -m, respectively the bit line BLai-2~BLai-4 that have not been selected, the unselected bit line control circuit 20-0A~20-mA Connected to. Non-selected bit line control circuit 20-0A to 20-mA
Are the unselected bit lines BLai-2 to BLai-4.
Is controlled.

【0246】また、メモリセルアレイ1A、1Bに集積
されるメモリセルは、NAND型のセルに限られること
はなく、以下に説明するようなセルでも、この発明の実
施が可能である。
Further, the memory cells integrated in the memory cell arrays 1A and 1B are not limited to the NAND type cells, and the present invention can be implemented by the cells described below.

【0247】図46は、NOR型のセルが集積されたメ
モリセルアレイを示す図である。図46に示すNOR型
のセルは、ビット線BLに、選択ゲートを介して接続さ
れている。
FIG. 46 shows a memory cell array in which NOR type cells are integrated. The NOR type cell shown in FIG. 46 is connected to the bit line BL via a select gate.

【0248】図47は、他のNOR型のセルが集積され
たメモリセルアレイを示す図である。図47に示すNO
R型のセルは、ビット線BLに、直接に接続されてい
る。
FIG. 47 shows a memory cell array in which other NOR type cells are integrated. NO shown in FIG. 47
The R-type cell is directly connected to the bit line BL.

【0249】図48は、グランドアレイ型のセルが集積
されたメモリセルアレイを示す図である。図48に示す
ように、グランドアレイ型のセルは、ビット線BLとソ
ース線VSとを並行に配置したものである。グランドア
レイ型のセルは、NOR型のメモリの一つである。
FIG. 48 shows a memory cell array in which ground array type cells are integrated. As shown in FIG. 48, the ground array type cell has bit lines BL and source lines VS arranged in parallel. The ground array type cell is one of NOR type memories.

【0250】図49は、他のグランドアレイ型のセルが
集積されたメモリセルアレイを示す図である。図49に
示すグランドアレイ型のセルは、データを消去するとき
に使用される消去ゲートEGを有している。また、制御
ゲートCGの一部を、メモリセルトランジスタのチャネ
ルにオーバーラップさせた、いわゆるスプリットチャネ
ル型になっている。
FIG. 49 shows a memory cell array in which other ground array type cells are integrated. The ground array type cell shown in FIG. 49 has an erase gate EG used when data is erased. Further, a part of the control gate CG is of a so-called split channel type in which the channel of the memory cell transistor is overlapped.

【0251】図50は、交互グランドアレイ型のセルが
集積されたメモリセルアレイを示す図である。図50に
示すように、交互グランドアレイ型のセルは、ビット線
BLとソース線VSとを並行に配置した点でグランドア
レイ型のセルと一致するが、ビット線BLとソース線V
Sとを交互に切り替えることが可能な点が相違してい
る。
FIG. 50 shows a memory cell array in which alternating ground array type cells are integrated. As shown in FIG. 50, the alternate ground array type cell coincides with the ground array type cell in that the bit line BL and the source line VS are arranged in parallel, but the bit line BL and the source line V are different from each other.
The difference is that S and S can be switched alternately.

【0252】図51は、他の交互グランドアレイ型のセ
ルが集積されたメモリセルアレイを示す図である。図5
1に示す交互グランドアレイ型のセルは、図50に示し
たグランドアレイ型のセルと同様な構成を有している。
FIG. 51 is a diagram showing a memory cell array in which other alternate ground array type cells are integrated. FIG.
The alternate ground array type cell shown in FIG. 1 has the same configuration as the ground array type cell shown in FIG.

【0253】図52は、DINOR(DIvided NOR )型
のセルが集積されたメモリセルアレイを示す図である。
図52に示すように、DINOR型のセルは、ビット線
BLとソース線VSとの間に、ビット線側選択トランジ
スタを介して、例えば4つのメモリセルトランジスタが
並列に接続されて構成される。
FIG. 52 is a diagram showing a memory cell array in which DINOR (DIvided NOR) type cells are integrated.
As shown in FIG. 52, the DINOR type cell is configured by connecting, for example, four memory cell transistors in parallel between the bit line BL and the source line VS via a bit line side selection transistor.

【0254】図53は、AND型のセルが集積されたメ
モリセルアレイを示す図である。図53に示すように、
AND型のセルは、ビット線BLとソース線VSとの間
に、ビット線側選択トランジスタおよびソース線側選択
トランジスタを介して、例えば4つのメモリセルトラン
ジスタが並列に接続されて構成される。
FIG. 53 shows a memory cell array in which AND type cells are integrated. As shown in FIG.
The AND-type cell is configured by connecting, for example, four memory cell transistors in parallel between the bit line BL and the source line VS via the bit line side selection transistor and the source line side selection transistor.

【0255】上記第1〜第4の実施の形態によれば、デ
ータ書き込みを行う際に、少なくとも1つのビット線電
圧制御回路によって、ビット線を所望のビット線書き込
み制御電圧に充電する。これにより、簡単な回路構成
で、n値書き込みデータに応じたビット線書き込み制御
電圧をビット線に印加するビット線電圧制御回路を実現
できる。よって、カラム系回路の規模が小さくなり、チ
ップサイズを小さくでき、低コストのn値記憶EEPR
OMを得ることができる。
According to the first to fourth embodiments, at the time of writing data, at least one bit line voltage control circuit charges the bit line to a desired bit line write control voltage. Accordingly, it is possible to realize a bit line voltage control circuit that applies a bit line write control voltage according to n-value write data to a bit line with a simple circuit configuration. Therefore, the scale of the column system circuit can be reduced, the chip size can be reduced, and the n-value storage EEPR at low cost
OM can be obtained.

【0256】例えばメモリセルへの書き込みデータをラ
ッチ、およびメモリセルからの読み出しデータをセンス
・ラッチする、多値のデータの数を2m (mは2以上の
自然数)=n値としたとき、フリップ・フロップ回路の
数をm個にできるので、カラム系回路の回路規模を小さ
くできる。そして、ベリファイ中、再度、書き込みを行
うか否かを判断する判断回路とを具備するが、この判断
回路を、前記ベリファイ中に、データラッチ・センスア
ンプ回路に、ベリファイ読み出し結果に応じて、更新さ
れていく書き込みデータによって制御するように構成し
ている。
For example, when the number of multi-valued data for latching the write data to the memory cell and the sense data for the read data from the memory cell is 2 m (m is a natural number of 2 or more) = n value, Since the number of flip-flop circuits can be m, the circuit scale of the column system circuit can be reduced. A judgment circuit for judging whether or not to perform writing again during verification is provided. The judgment circuit is updated to the data latch / sense amplifier circuit during the verification in accordance with the verification read result. It is configured to be controlled by the write data being written.

【0257】なお、上記多値のデータの数nは、2
(m-1) <n≦2m を満たす自然数であれば良い。
The number n of the multivalued data is 2
Any natural number that satisfies (m-1) <n≤2 m may be used.

【0258】[0258]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、カラム系回路の回路規模が小さくなり、高集積化に
適した不揮発性半導体記憶装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a non-volatile semiconductor memory device suitable for high integration because the circuit scale of the column system circuit is reduced.

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

【図1】図1はこの発明の第1の実施の形態に係る多値
記憶NAND型EEPROMの構成を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a multi-value storage NAND type EEPROM according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1に示すメモリセルアレイおよびカラ
ム系回路の構成を示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a memory cell array and a column system circuit shown in FIG.

【図3】図3は図2に示すメモリセルからデータを読み
出すときを示す図で、(a)図は電圧の入力状態を示す
図、(b)図は電圧の入力波形とビット線に現れる出力
波形とを示す図。
3A and 3B are diagrams showing a case where data is read from the memory cell shown in FIG. 2. FIG. 3A shows a voltage input state, and FIG. 3B shows a voltage input waveform and a bit line. The figure which shows an output waveform.

【図4】図4はビット線に現れる出力電圧とメモリセル
の数とを関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an output voltage appearing on a bit line and the number of memory cells.

【図5】図5は図2に示すデータ回路の回路図。5 is a circuit diagram of the data circuit shown in FIG.

【図6】図6は読み出し動作を示す動作波形図。FIG. 6 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【図7】図7はフリップ・フロップがセンスしラッチす
る読み出しデータを示す図。
FIG. 7 is a diagram showing read data sensed and latched by a flip-flop.

【図8】図8はフリップ・フロップがラッチする書き込
みデータを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing write data latched by a flip-flop.

【図9】図9は書き込み動作を示す動作波形図。FIG. 9 is an operation waveform diagram showing a write operation.

【図10】図10はベリファイ読み出し動作を示す動作
波形図。
FIG. 10 is an operation waveform diagram showing a verify read operation.

【図11】図11は4値記憶のときのメモリセルトラン
ジスタのしきい値分布を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a threshold distribution of a memory cell transistor in the case of four-value storage.

【図12】図12はこの発明の第2の実施の形態に係る
EEPROMが有するデータ回路の回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram of a data circuit included in the EEPROM according to the second embodiment of the present invention.

【図13】図13は読み出し動作を示す動作波形図FIG. 13 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【図14】図14はフリップ・フロップがセンスしラッ
チしている読み出しデータを示す図。
FIG. 14 is a diagram showing read data sensed and latched by a flip-flop.

【図15】図15はフリップ・フロップがセンスしラッ
チする読み出しデータを示す図。
FIG. 15 is a diagram showing read data sensed and latched by a flip-flop.

【図16】図16は書き込み動作の概略を示す概略図。FIG. 16 is a schematic diagram showing an outline of a write operation.

【図17】図17はフリップ・フロップがラッチする書
き込みデータを示す図。
FIG. 17 is a diagram showing write data latched by a flip-flop.

【図18】図18は書き込み動作(プログラム第1サイ
クル)を示す動作波形図。
FIG. 18 is an operation waveform diagram showing a write operation (first program cycle).

【図19】図19はベリファイ読み出し動作(ベリファ
イ読み出し第1サイクル)を示す動作波形図。
FIG. 19 is an operation waveform diagram showing a verify read operation (verify read first cycle).

【図20】図20はフリップ・フロップがラッチしてい
るデータを示す図。
FIG. 20 is a diagram showing data latched by a flip-flop.

【図21】図21は書き込み終了一括検知トランジスタ
を有したデータ回路の回路図。
FIG. 21 is a circuit diagram of a data circuit having a write completion batch detection transistor.

【図22】図22は書き込み動作(プログラム第2サイ
クル)を示す動作波形図。
FIG. 22 is an operation waveform diagram showing a write operation (second program cycle).

【図23】図23はベリファイ読み出し動作(ベリファ
イ読み出し第2サイクル)を示す動作波形図。
FIG. 23 is an operation waveform diagram showing a verify read operation (verify read second cycle).

【図24】図24はフリップ・フロップがラッチしてい
るデータを示す図。
FIG. 24 is a diagram showing data latched by a flip-flop.

【図25】図25は他のベリファイ読み出し動作(ベリ
ファイ読み出し第1サイクル)を示す動作波形図。
FIG. 25 is an operation waveform diagram showing another verify read operation (verify read first cycle).

【図26】図26はデータ回路の他の回路図。FIG. 26 is another circuit diagram of the data circuit.

【図27】図26はデータ回路の他の回路図。FIG. 27 is another circuit diagram of the data circuit.

【図28】図28はこの発明の第3の実施の形態に係る
EEPROMが有するデータ回路の回路図。
FIG. 28 is a circuit diagram of a data circuit included in the EEPROM according to the third embodiment of the present invention.

【図29】図29は読み出し動作を示す動作波形図。FIG. 29 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【図30】図30はフリップ・フロップがセンスしラッ
チしている読み出しデータを示す図。
FIG. 30 is a diagram showing read data sensed and latched by a flip-flop.

【図31】図31はフリップ・フロップがセンスしラッ
チする読み出しデータを示す図。
FIG. 31 is a diagram showing read data sensed and latched by a flip-flop.

【図32】図32はフリップ・フロップがラッチする書
き込みデータを示す図。
FIG. 32 is a diagram showing write data latched by a flip-flop.

【図33】図33は書き込み動作を示す動作波形図。FIG. 33 is an operation waveform diagram showing a write operation.

【図34】図34はベリファイ読み出し動作を示す動作
波形図。
FIG. 34 is an operation waveform diagram showing a verify read operation.

【図35】図35はベリファイ読み出し動作を示す動作
波形図。
FIG. 35 is an operation waveform diagram showing a verify read operation.

【図36】図36は他のベリファイ読み出し動作を示す
動作波形図。
FIG. 36 is an operation waveform diagram showing another verify read operation.

【図37】図37はデータ回路の他の回路図。FIG. 37 is another circuit diagram of the data circuit.

【図38】図38はデータ回路の他の回路図。FIG. 38 is another circuit diagram of the data circuit.

【図39】図39はデータ回路の他の回路図。FIG. 39 is another circuit diagram of the data circuit.

【図40】図40はデータ回路の他の回路図。FIG. 40 is another circuit diagram of the data circuit.

【図41】図41はこの発明の第4の実施の形態に係る
EEPROMが有するデータ回路の回路図。
FIG. 41 is a circuit diagram of a data circuit included in the EEPROM according to the fourth embodiment of the present invention.

【図42】図42は読み出し動作を示す動作波形図。FIG. 42 is an operation waveform diagram showing a read operation.

【図43】図43はフリップ・フロップがセンスしラッ
チしている読み出しデータを示す図。
FIG. 43 is a diagram showing read data sensed and latched by a flip-flop.

【図44】図44はフリップ・フロップがセンスし、ラ
ッチする読み出しデータを示す図。
FIG. 44 is a diagram showing read data sensed and latched by a flip-flop.

【図45】図45は変形されたカラム構成を有するEE
PROMの構成図。
FIG. 45 is an EE with a modified column configuration.
The block diagram of PROM.

【図46】図46はNOR型のセルが集積されたメモリ
セルアレイを示す図。
FIG. 46 is a diagram showing a memory cell array in which NOR type cells are integrated.

【図47】図47は他のNOR型のセルが集積されたメ
モリセルアレイを示す図。
FIG. 47 is a diagram showing a memory cell array in which other NOR type cells are integrated.

【図48】図48はグランドアレイ型のセルが集積され
たメモリセルアレイを示す図。
FIG. 48 is a diagram showing a memory cell array in which ground array type cells are integrated.

【図49】図49は他のグランドアレイ型のセルが集積
されたメモリセルアレイを示す図。
FIG. 49 is a diagram showing a memory cell array in which other ground array type cells are integrated.

【図50】図50は交互グランドアレイ型のセルが集積
されたメモリセルアレイを示す図。
FIG. 50 is a diagram showing a memory cell array in which alternating ground array type cells are integrated.

【図51】図51は他の交互グランドアレイ型のセルが
集積されたメモリセルアレイを示す図。
FIG. 51 is a diagram showing a memory cell array in which other alternate ground array type cells are integrated.

【図52】図52はDINOR型のセルが集積されたメ
モリセルアレイを示す図。
FIG. 52 is a diagram showing a memory cell array in which DINOR type cells are integrated.

【図53】図53はAND型のセルが集積されたメモリ
セルアレイを示す図。
FIG. 53 is a diagram showing a memory cell array in which AND type cells are integrated.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセルアレイ、 2…ロウ系回路、 3…カラム系回路、 4…アドレスバッファ、 5…データ入出力回路 6**…データ回路、 7…トランスファゲート回路、 MC…メモリセル、 M…メモリセルトランジスタ、 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。 FF…フリップフロップ回路。1 ... Memory cell array, 2 ... Row related circuit, 3 ... Column related circuit, 4 ... Address buffer, 5 ... Data input / output circuit 6 ** ... Data circuit, 7 ... Transfer gate circuit, MC ... Memory cell, M ... Memory cell Transistor, S ... Select transistor, SG ... Select gate, CG ... Control gate, BL ... Bit line. FF ... Flip-flop circuit.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多値のデータを記憶するメモリセルがマ
トリクス状に配置されて構成されるメモリセルアレイ
と、 前記メモリセルへデータを書き込むとき、前記メモリセ
ルへの書き込みデータをラッチし、前記メモリセルから
データを読み出すとき、前記メモリセルからの読み出し
データをセンス・ラッチする、前記多値のデータの数を
m (mは2以上の自然数)=n値としたとき、その数
がm個に設定されたデータラッチ・センスアンプ回路を
含むビット線制御回路と、 前記データラッチ・センスアンプ回路と前記メモリセル
とを互いに接続し、前記メモリセルへデータを書き込む
とき、前記データラッチ・センスアンプ回路から前記メ
モリセルへ前記書き込みデータを導き、前記メモリセル
からデータを読み出すとき、前記メモリセルから前記デ
ータラッチ・センスアンプ回路へ前記読み出しデータを
導くビット線と、 前記メモリセルへデータを書き込むとき、前記データラ
ッチ・センスアンプ回路にラッチされた書き込みデータ
に応じて、前記多値のデータに応じた書き込み制御電圧
を選び、選ばれた書き込み制御電圧をビット線に与える
書き込み回路と、 前記メモリセルへデータを書き込んだ後、前記書き込ま
れたデータが所望のデータの記憶状態になっているか否
かを確認するベリファイ回路とを具備することを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory cell array in which memory cells for storing multi-valued data are arranged in a matrix, and when writing data to the memory cells, the write data to the memory cells is latched, and the memory When the data is read from the cell, the read data from the memory cell is sensed and latched. When the number of the multi-valued data is 2 m (m is a natural number of 2 or more) = n value, the number is m. A bit line control circuit including a data latch / sense amplifier circuit set to the above, the data latch / sense amplifier circuit and the memory cell are connected to each other, and when the data is written to the memory cell, the data latch / sense amplifier When the write data is guided from the circuit to the memory cell and the data is read from the memory cell, the memory cell And a bit line for guiding the read data to the data latch / sense amplifier circuit, and when writing data to the memory cell, the multi-valued data is converted into the multi-valued data according to the write data latched in the data latch / sense amplifier circuit. A write control voltage according to the selected write control voltage is applied to the bit line, and whether or not the written data is in a desired data storage state after writing the data to the memory cell. A non-volatile semiconductor memory device comprising: a verify circuit for confirming whether or not.
【請求項2】 電気的書き替えが可能なn値(nは3以
上の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配
置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルに接続されたビット線を該メモリセルを
介して充電し、かつメモリセルの多値データを多値レベ
ルの電位としてビット線に出力するしきい値検出手段
と、 前記しきい値検出手段によって充電された多値レベルの
ビット線電位をセンスするセンスアンプと、 メモリセルに書き込むデータを保持する第1、第2、
…、第mのデータ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認するために前記し
きい値検出手段を用いる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動作後の
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、データ回路の内容を一括更新する
データ更新回路から成るデータ回路内容一括更新手段と
を備え、 前記データ更新回路は1つのデータ回路の内容を参照す
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 memory cells for storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and bit lines connected to the memory cells are provided in the memory. Threshold value detecting means for charging through the cell and outputting multi-valued data of the memory cell as a multi-valued level potential to the bit line; and a multi-valued level bit line potential charged by the threshold value detecting means And a first and second sense amplifiers for holding data to be written in the memory cells.
..., an m-th data circuit, a write verify unit that uses the threshold value detecting unit to confirm whether or not the state after the write operation of the memory cell is a storage state of desired data, Data circuit contents batch updating means for collectively updating the contents of the data circuit so that the contents of the data circuit and the state after the writing operation of the memory cells are rewritten only to the insufficiently written memory cells. A non-volatile semiconductor memory device, wherein the data update circuit refers to the contents of one data circuit.
【請求項3】 電気的書き替えが可能なn値(nは3以
上の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配
置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルに接続されたビット線を該メモリセルを
介して充電し、かつメモリセルの多値データを多値レベ
ルの電位としてビット線に出力するしきい値検出手段
と、 前記しきい値検出手段によって充電された多値レベルの
ビット線電位を参照電圧を比較することでビット線電位
をセンスするセンスアンプと、 メモリセルに書き込むデータを保持する第1、第2、
…、第mのデータ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認するために前記し
きい値検出手段を用いる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動作後の
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、データ回路の内容を一括更新する
データ更新回路から成るデータ回路内容一括更新手段と
を備え、 前記データ更新回路は1つのデータ回路の内容を参照
し、 前記データ回路内容一括更新手段は、ビット線電位が再
書き込みデータとしてセンス、記憶されるよう、メモリ
セルの書き込み動作後の状態が出力されるビット線、お
よび参照電位をデータ回路の内容に応じて修正し、ビッ
ト線電位が修正されるまではデータ回路のデータ記憶状
態を保持し、修正されたビット線電位を保持したままデ
ータ回路をセンスアンプとして動作させ、データ回路の
内容の一括更新を行い、 データ回路の内容に基づく書き込み動作とデータ回路内
容一括更新を、メモリセルが所定の書き込み状態になる
まで繰り返しながら行うことにより電気的にデータ書き
込みを行う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 memory cells storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and a bit line connected to the memory cells is provided in the memory. Threshold value detecting means for charging through the cell and outputting multi-valued data of the memory cell as a multi-valued level potential to the bit line; and a multi-valued level bit line potential charged by the threshold value detecting means A sense amplifier for sensing the bit line potential by comparing the reference voltage with the first, second, and
..., an m-th data circuit, a write verify unit that uses the threshold value detecting unit to confirm whether or not the state after the write operation of the memory cell is a storage state of desired data, Data circuit contents batch updating means for collectively updating the contents of the data circuit so that the contents of the data circuit and the state after the writing operation of the memory cells are rewritten only to the insufficiently written memory cells. The data update circuit refers to the content of one data circuit, and the data circuit content batch update means is configured to detect the bit line potential as rewrite data and store the bit line potential after the write operation of the memory cell. The bit line from which the status is output and the reference potential are modified according to the contents of the data circuit. The data storage state of the circuit is held, the data circuit operates as a sense amplifier while the corrected bit line potential is held, the contents of the data circuit are collectively updated, and the write operation and the contents of the data circuit based on the contents of the data circuit are performed. A non-volatile semiconductor memory device characterized in that data is electrically written by repeatedly performing batch update until a memory cell reaches a predetermined write state.
【請求項4】 前記メモリセルは、メモリセルトランジ
スタが複数個ずつ直列接続されたNAND型のセルであ
り、前記NAND型セルの一端は、第1の選択ゲートを
介してビット線に接続され、前記NAND型セルの他端
は、第2の選択ゲートを介してソース線に接続され、 前記しきい値検出手段は、ソース線電圧を、前記NAN
D型セルを介してビット線に転送させてビット線を充電
し、 非選択の制御ゲート電圧及び第1、2の選択ゲート電圧
は、選択されたメモリセルのしきい値でビット線電圧が
決定するように、非選択メモリセル及び第1、2の選択
トランジスタの電圧転送能力を十分高めるように制御さ
れることを特徴とする請求項2および請求項3いずれか
に記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The memory cell is a NAND type cell in which a plurality of memory cell transistors are connected in series, and one end of the NAND type cell is connected to a bit line via a first select gate. The other end of the NAND type cell is connected to a source line via a second select gate, and the threshold value detecting means supplies a source line voltage to the NAN.
The bit line is charged by being transferred to the bit line through the D-type cell, and the non-selected control gate voltage and the first and second select gate voltages are determined by the threshold voltage of the selected memory cell. 4. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein the non-selected memory cell and the first and second selection transistors are controlled so as to sufficiently enhance the voltage transfer capability. .
【請求項5】 電気的書き替え可能なn値(nは3以上
の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置
されたメモリセルアレイと、 メモリセルに書き込むデータを保持する第1、第2、
…、第m(mは2(m-1)<n≦2m を満たす自然数)の
データ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
ファイ手段と、 を備えた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 memory cells that store electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and first and second memory cells that hold data to be written to the memory cells. ,
..., the m-th (m is a natural number satisfying 2 (m-1) <n≤2 m ) data circuit and whether or not the state after the write operation of the memory cell is a desired data storage state. A non-volatile semiconductor memory device comprising: a write verify unit for confirming.
【請求項6】 電気的書き替え可能なn値(nは3以上
の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置
されたメモリセルアレイと、 メモリセルに書き込むデータを保持する第1、第2、
…、第m(mは2(m-1)<n≦2m を満たす自然数)の
データ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
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動作後の
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、データ回路の内容を更新するデー
タ更新回路から成るデータ回路内容一括更新手段とを備
え、 前記データ更新回路は1つのデータ回路の内容を参照す
る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 memory cells for storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and first and second data holding data to be written in the memory cells. ,
..., the m-th (m is a natural number satisfying 2 (m-1) <n≤2 m ) data circuit and whether or not the state after the write operation of the memory cell is a desired data storage state. A write verify unit for confirming, and a data update circuit for updating the contents of the data circuit so that the contents of the data circuit and the state after the write operation of the memory cell are rewritten only to the insufficiently written memory cells. A non-volatile semiconductor memory device, comprising: a data circuit content batch updating unit configured to refer to the content of one data circuit.
【請求項7】 電気的書き替え可能なn値(nは3以上
の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置
されたメモリセルアレイと、 メモリセルのしきい値電圧を検出するしきい値検出手段
と、 メモリセルに書き込むデータを保持する第1、第2、
…、第m(mは2(m-1)<n≦2m を満たす自然数)の
データ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
ファイ手段とを備え、 前記しきい値検出は、メモリセルのゲート電極に第1の
しきい値検出電圧を印加することにより、該メモリセル
が“1”状態であるか、あるいは“2”又は“3”又は
…“n”状態であるかを判定し、 更に、メモリセルのゲート電極に第2のしきい値検出電
圧を印加することにより、該メモリセルが“1”または
“2”状態であるか、あるいは“3”、…、“n”状態
であるかを判定するように、 メモリセルのゲート電極に第1、第2、…、第(n−
1)のしきい値検出電圧を印加する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 memory cells storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and a threshold value for detecting a threshold voltage of the memory cells. Detection means and first, second, and
..., the m-th (m is a natural number satisfying 2 (m-1) <n≤2 m ) data circuit and whether or not the state after the write operation of the memory cell is a desired data storage state. Write verifying means for confirming the threshold voltage is applied to the memory cell by applying a first threshold voltage to the gate electrode of the memory cell to determine whether the memory cell is in the "1" state or It is determined whether the memory cell is in the "2" or "3" or ... "n" state, and further, by applying the second threshold voltage to the gate electrode of the memory cell, the memory cell is set to "1" or " The first, second, ..., (n−) are applied to the gate electrode of the memory cell so as to determine whether it is in the 2 ”state or in the“ 3 ”, ...,“ N ”state.
A non-volatile semiconductor memory device characterized in that the threshold detection voltage of 1) is applied.
【請求項8】 電気的書き替え可能なn値(nは3以上
の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置
されたメモリセルアレイと、 メモリセルに書き込むデータを保持するデータ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
ファイ手段とを備え、 n種類の書き込み状態に書き込みを行う書き込み動作に
際し、k(kは2≦k≦nを満たす自然数)種類の書き
込み状態に書き込みを行うメモリセルに対してほぼ同時
に第1の書き込みを行い、第1の書き込み動作の前ある
いは後に、n−k種類の書き込み状態に書き込みを行う
メモリセルに書き込みを行う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 memory cells that store electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, a data circuit that holds data to be written in the memory cells, A write verify unit that confirms whether or not the state after the write operation of the memory cell is a storage state of desired data, and k (k is 2 ≦ 2) at the time of the write operation for writing to n kinds of write states. First writing is performed almost simultaneously on the memory cells to be written in the write states of natural number satisfying k ≦ n, and writing is performed in the nk write states before or after the first write operation. A non-volatile semiconductor memory device characterized by writing data to a memory cell.
【請求項9】 “1”状態が消去状態であり、“2”状
態、“3”状態、…、“n”状態が書き込み状態である
ような、電気的書き替え可能なn値(nは3以上の自然
数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配置された
メモリセルアレイと、 メモリセルに書き込むデータを保持するデータ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
ファイ手段とを備え、 書き込み時に、n種類の書き込み動作のうち、“3”状
態、…、及び“n”状態に書き込みを行うメモリセルに
ほぼ同時に第1の書き込み動作を行い、前記第2の書き
込み動作の前あるいは後に、“2”状態に書き込みを行
うことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
9. An electrically rewritable n value (where n is a value) such that the "1" state is the erased state and the "2" state, the "3" state, ..., The "n" state is the written state. A memory cell array in which memory cells for storing a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, a data circuit for holding data to be written in the memory cells, and a state after the write operation of the memory cells becomes a desired data storage state. A write verify means for confirming whether or not the memory cells to be written into the “3” state, ... A non-volatile semiconductor memory device characterized by performing a write operation and performing a write to a "2" state before or after the second write operation.
【請求項10】 n値の書き込み状態で、“1”状態、
“2”状態、“3”、…“n”状態の順で書き込みしき
い値電圧が大きいことを特徴とする請求項9に記載の不
揮発性半導体記憶装置。
10. A n-value written state, a "1" state,
10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the write threshold voltage is higher in the order of the "2" state, the "3", ... "N" state.
【請求項11】 “1”状態、“2”状態、“3”状
態、…、“n”状態(nは3以上の自然数)を記憶状態
とするような、電気的書き替え可能なn値を記憶するメ
モリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイ
と、 メモリセルとデータの授受を行う信号線と、 メモリセルから読み出した情報を保持する読み出しデー
タ保持回路とを備え、 メモリセルのしきい値が“i”状態とほぼ同様または
“i”状態以上であるか、あるいは“i”状態よりも小
さいかを調べる第iの読み出し動作を行い、読み出しデ
ータをデータ保持回路に保持し、 その後、メモリセルのしきい値が“j”状態とほぼ同様
または“j”状態以上であるか、あるいは“j”状態よ
りも小さいかを調べる第jの読み出し動作時には、メモ
リセルのデータが出力した信号線の電位を、前記データ
保持回路に保持したデータを参照して変えた後に、信号
線の電位をセンスすることを特徴とする不揮発性半導体
記憶装置。
11. An electrically rewritable n value such that a "1" state, a "2" state, a "3" state, ..., An "n" state (n is a natural number of 3 or more) are stored states. Memory cell array in which memory cells for storing data are arranged in a matrix, a signal line for exchanging data with the memory cells, and a read data holding circuit for holding information read from the memory cells. The i-th read operation is performed to check whether the value is substantially the same as the "i" state, is equal to or more than the "i" state, or is smaller than the "i" state, holds the read data in the data holding circuit, and thereafter, During the j-th read operation for checking whether the threshold value of the memory cell is substantially the same as the "j" state, is equal to or higher than the "j" state, or is smaller than the "j" state, the data of the memory cell is output. Route potential, the after changing reference to the data held in the data holding circuit, the nonvolatile semiconductor memory device characterized by sensing the potential of the signal line.
【請求項12】 電気的書き替え可能なn値(nは3以
上の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配
置されたメモリセルアレイと、 メモリセルとデータの授受を行う信号線と、 メモリセルに書き込むデータを保持するデータ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
ファイ手段とを備え、 メモリセルの書き込みデータを出力した信号線の電位を
2度以上参照することにより、前記データ回路の内容と
メモリセルの書き込み動作後の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、デ
ータ回路の内容を更新することを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
12. A memory cell array in which memory cells storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, a signal line for exchanging data with the memory cells, and a memory. A data circuit for holding data to be written in the cell, and a write verify means for confirming whether or not the state after the write operation of the memory cell is a desired data storage state are output, and the write data of the memory cell is output. By referring to the potential of the signal line twice or more, the contents of the data circuit can be rewritten only from the contents of the data circuit and from the state after the writing operation of the memory cell to the insufficiently written memory cells. A non-volatile semiconductor memory device comprising:
【請求項13】 電気的書き替え可能なn値(nは3以
上の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配
置されたメモリセルアレイと、 メモリセルのしきい値電圧を検出するしきい値検出手段
と、 メモリセルに書き込むデータを保持するデータ回路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
ファイ手段とを備え、 前記しきい値検出は、メモリセルのゲート電極に第1の
しきい値検出電圧を印加することにより、該メモリセル
が“1”状態であるか、あるいは“2”又は“3”又は
…、“n”状態であるかを判定し、 更に、メモリセルのゲート電極に第2のしきい値検出電
圧を印加することにより、該メモリセルが“1”または
“2”状態であるか、あるいは“3”、…、“n”状態
であるかを判定するように、 メモリセルのゲート電極に第1、第2、…、第(n−
1)のしきい値検出電圧を印加し、 メモリセルの書き込みデータを出力した信号線の電位を
2度以上参照することにより、前記データ回路の内容と
メモリセルの書き込み動作後の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、デ
ータ回路の内容を更新することを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
13. A memory cell array in which memory cells storing electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and a threshold value for detecting a threshold voltage of the memory cells. A detecting circuit; a data circuit for holding data to be written in the memory cell; and a write verifying means for confirming whether or not the state of the memory cell after the write operation is a desired data storage state. The threshold detection is performed by applying a first threshold detection voltage to the gate electrode of the memory cell so that the memory cell is in the "1" state, or "2" or "3" or ..., "n". It is determined whether the memory cell is in the "1" state or the "2" state by applying the second threshold detection voltage to the gate electrode of the memory cell. ", ...," to determine whether the n "state, first the gate electrode of the memory cell, second, ..., the (n-
By applying the threshold detection voltage of 1) and referring to the potential of the signal line that outputs the write data of the memory cell more than once, the contents of the data circuit and the state after the write operation of the memory cell are changed to the write failure. A nonvolatile semiconductor memory device, characterized in that the contents of a data circuit are updated so that rewriting is performed only for sufficient memory cells.
【請求項14】 nは4以上であることを特徴とする、
請求項1乃至請求項13いずれか一項に記載の不揮発性
半導体記憶装置。
14. n is 4 or more,
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項15】 電気的書き替え可能なn値(nは3以
上の自然数)を記憶するメモリセルがマトリクス状に配
置されたメモリセルアレイと、 メモリセルに書き込むデータを保持するm個のデータ回
路と、 前記メモリセルの書き込み動作後の状態が所望のデータ
の記憶状態になっているか否かを確認する書き込みベリ
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動作後の
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、データ回路の内容を更新するデー
タ更新回路から成るデータ回路内容一括更新手段とを備
え、 前記データ更新回路は1つのデータ回路の内容を参照す
ることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
15. A memory cell array in which memory cells that store electrically rewritable n values (n is a natural number of 3 or more) are arranged in a matrix, and m data circuits that hold data to be written in the memory cells. And write verify means for confirming whether or not the state of the memory cell after the write operation is a desired data storage state, and the content of the data circuit and the state after the write operation of the memory cell are insufficient for writing. Data circuit content batch updating means for updating the content of the data circuit so as to rewrite only the memory cell of the data circuit, the data updating circuit refers to the content of one data circuit. A non-volatile semiconductor memory device characterized by the above.
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