JPH0955092A - Applying method for operation pulse and generating circuit for operation pulse of non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Applying method for operation pulse and generating circuit for operation pulse of non-volatile semiconductor memory

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JPH0955092A
JPH0955092A JP20224895A JP20224895A JPH0955092A JP H0955092 A JPH0955092 A JP H0955092A JP 20224895 A JP20224895 A JP 20224895A JP 20224895 A JP20224895 A JP 20224895A JP H0955092 A JPH0955092 A JP H0955092A
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JP
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pulse
signal
charge pump
voltage
voltage value
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JP20224895A
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Japanese (ja)
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Takayuki Emori
孝之 江守
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the distribution of threshold value of a memory cell in narrow without degradation of the boosting efficiency of a charge pump circuit by applying a pulse train pulse a steps type pulse and having repetition of two times or more of the same voltage value. SOLUTION: A multiplexer 12 selects successively one signal voltage out of a group of signal voltage having different values generated by each step of a charge pump circuit 11 by a control signal from a shift register of a pulse controller 13, and outputs a signal S12 of a step-wise waveform. A pulse controller 14 inputs the signal S12, generates at least two pulses or more for one step of an input voltage value, and supplies an output signal S14 to a memory cell as a writing pulse or an erasing pulse. Thereby, distribution of threshold values of a memory cell can be controlled in narrow without degradation of boosting efficiency of the charge pump circuit.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、EPROM、EE
PROM等の電気的に書き換え可能な半導体不揮発性メ
モリに係り、特に、その動作パルス印加方法および動作
パルス発生回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to EPROM, EE
The present invention relates to an electrically rewritable semiconductor non-volatile memory such as a PROM, and particularly to an operation pulse applying method and an operation pulse generating circuit thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体不揮発性メモリの中にはフローテ
ィングゲート型、MNOS型、MONOS型のメモリセ
ル構造を有するEPROMまたはEEPROMがある。
そのような不揮発性メモリにて、薄い絶縁膜を通した電
荷の出し入れによる書き込み、消去を行う場合、電圧値
を段々大きくする階段状パルスの印加が絶縁膜の劣化に
対し有利である。
2. Description of the Related Art Among semiconductor non-volatile memories, there are EPROMs or EEPROMs having a floating gate type, MNOS type, or MONOS type memory cell structure.
In such non-volatile memory, when writing and erasing are performed by taking in and out charges through a thin insulating film, application of stepped pulses that gradually increase the voltage value is advantageous for deterioration of the insulating film.

【0003】電荷の出し入れによりメモリセルの情報を
「1」から「0」または「0」から「1」と逆のデータ
にする場合、一般的には、同一電圧値のパルス列を印加
することにより行われるが、これでは、図5(a)に示
すように、高い電界Eが最初の何回かのパルスで印加さ
れるので絶縁膜が劣化し易くなる。これに対し階段状パ
ルスでは、図5(b)に示すように、そのような高い電
界が印加されない。
When the information of the memory cell is changed to data of "1" to "0" or "0" to "1" by charging and discharging charges, in general, a pulse train having the same voltage value is applied. However, in this case, as shown in FIG. 5A, since the high electric field E is applied in the first several pulses, the insulating film is easily deteriorated. On the other hand, in the stepwise pulse, such a high electric field is not applied as shown in FIG.

【0004】図6に、階段状パルスを印加した場合のメ
モリセルのしきい値電圧Vth対パルス印加時間tの関
係例を示す。図6において、しきい値電圧Vthがスム
ーズな曲線でなく段々に推移しているのは、パルス電圧
値が段々大きくなることに対応しているからである。不
揮発性メモリを低電圧で動作させる場合、書き込みしき
い値電圧Vthや消去しきい値電圧Vthの分布を狭く
制御する必要が出てくる。その場合、階段状の隣り合う
パルスの電圧値の違いを小さくして、図6で段々となっ
ている1段当たりのしきい値電圧Vthの変動値を小さ
くする必要がある。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the threshold voltage Vth of the memory cell and the pulse application time t when a stepped pulse is applied. In FIG. 6, the reason why the threshold voltage Vth is not a smooth curve but is gradually changed is that the pulse voltage value is gradually increased. When operating the nonvolatile memory at a low voltage, it becomes necessary to control the distribution of the write threshold voltage Vth and the erase threshold voltage Vth to be narrow. In that case, it is necessary to reduce the difference between the voltage values of the stepwise adjacent pulses to reduce the fluctuation value of the threshold voltage Vth per step which is stepwise in FIG.

【0005】図7は、この階段状パルスを発生する回路
の一例を示す回路図である。この階段状パルス発生回路
10は、いわゆるチャージポンプ回路の各段から階段状
パルスの値の違う電圧値を発生するように構成されてい
る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a circuit for generating the stepped pulse. The stepwise pulse generation circuit 10 is configured to generate voltage values having different stepwise pulse values from each stage of a so-called charge pump circuit.

【0006】具体的には、ゲートおよびドレイン同士が
接続されたnチャネルMOSトランジスタからなる複数
のダイオードD1 ,D2 ,…,Dn,Dn+1 ,…,Dm-
1 ,Dm(m>n)がm段直列に接続され、これらの接
続ノードN1 ,N2 ,…,Nn,Nn+1 ,…,Nm-1 ,
Nmがそれぞれ一つおきにキャパシタC1 ,C2 ,…,
Cn,Cn+1 ,…,Cm-1 ,Cmを介してクロック信号
φおよびその反転クロック信号/φの入力ラインに接続
されている。そして、各接続ノードN1 ,N2 ,…,N
n,Nn+1 ,…,Nm-1 ,Nmの電圧が波形整形用ダイ
オードDOを介して出力される。
Specifically, a plurality of diodes D 1 , D 2 , ..., Dn, Dn + 1, ..., Dm-, which are n-channel MOS transistors whose gates and drains are connected to each other, are formed.
1, Dm (m> n) are connected in series in m stages, and these connection nodes N 1 , N 2 , ..., Nn, Nn + 1, ..., Nm-1,
Every other Nm is a capacitor C 1 , C 2 , ...,
, Cm-1, Cm are connected to the input lines of the clock signal φ and its inverted clock signal / φ. Then, each connection node N 1 , N 2 , ..., N
The voltages of n, Nn + 1, ..., Nm-1, Nm are output through the waveform shaping diode DO.

【0007】このような構成においては、相補的なレベ
ルをとるクロック信号φ,/φの入力に基づき、キャパ
シタC1 〜Cmの容量結合により各ノードN1 〜Nmの
昇圧が順次に行われて、各段から階段状パルスの値の違
う電圧値が発生され、これら信号電圧が波形整形用ダイ
オードDOを介して出力される。
In such a structure, boosting of the nodes N 1 to Nm is sequentially performed by capacitive coupling of the capacitors C 1 to Cm based on inputs of clock signals φ and / φ having complementary levels. , Voltage values having different stepped pulse values are generated from the respective stages, and these signal voltages are output through the waveform shaping diode DO.

【0008】ここで、チャージポンプ11の隣り合う段
の電圧値の違いを小さくするには、チャージポンプ1段
当たりの昇圧電圧を低くする必要がある。そのために
は、図8に示すn,n+1段の昇圧部分に基づいて考察
した下記に示す1段当たりの昇圧電圧の式から導かれる
ように、容量Cを小さくするか、クロック振幅Vφを小
さくするか、ダイオードを形成するトランジスタのしき
い値電圧Vthを大きくすることが必要である。
Here, in order to reduce the difference between the voltage values of the adjacent stages of the charge pump 11, it is necessary to reduce the boosted voltage per one stage of the charge pump. To this end, the capacitance C is made smaller or the clock amplitude Vφ is made smaller, as can be derived from the equation of the boosted voltage per stage shown below, which is considered based on the n, n + 1 stage boosted portion shown in FIG. Alternatively, it is necessary to increase the threshold voltage Vth of the transistor forming the diode.

【0009】[0009]

【数1】 (Vn+1 −Vn)∝{C/(C+Cs)}Vφ−Vth## EQU1 ## (Vn + 1−Vn) ∝ {C / (C + Cs)} Vφ−Vth

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、容量Cを小さ
くすることは昇圧電流や昇圧効率の低下を招き、クロッ
ク振幅Vφを小さくすることやしきい値電圧Vthを大
きくすることは昇圧効率の低下を招く。したがって、狭
いしきい値電圧Vth分布制御のために階段状の隣り合
うパルスの電圧値の違いを小さくすることは、チャージ
ポンプの昇圧電流や昇圧効率の低下を招くこととなり実
現は難しい。
However, reducing the capacitance C leads to a reduction in boosting current and boosting efficiency, and reducing the clock amplitude Vφ and increasing the threshold voltage Vth lowers the boosting efficiency. Invite. Therefore, it is difficult to reduce the difference between the voltage values of the adjacent pulses in the stepwise shape for controlling the narrow threshold voltage Vth distribution, because it causes a decrease in the boosting current and boosting efficiency of the charge pump.

【0011】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、チャージポンプ回路の昇圧効率
の低下なしにメモリセルのしきい値分布を狭く制御する
ことができる半導体不揮発性メモリの動作パルス印加方
法および動作パルス発生回路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 a semiconductor nonvolatile memory capable of controlling a threshold distribution of memory cells to be narrow without reducing the boosting efficiency of a charge pump circuit. To provide an operation pulse applying method and an operation pulse generating circuit.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、メモリセルに対して所定のパルス列を印
加する半導体不揮発性メモリの動作パルス印加方法であ
って、情報の書き込みまたは消去時に、電圧値を段々大
きくする階段状パルスであり、かつ、同じ電圧値での2
回以上の繰り返しを有するパルス列を印加する。
In order to achieve the above object, the present invention is a method for applying an operation pulse to a semiconductor non-volatile memory for applying a predetermined pulse train to a memory cell, which is used for writing or erasing information. , A step-like pulse that gradually increases the voltage value, and 2 at the same voltage value
A pulse train having a repetition of at least one time is applied.

【0013】また、本発明は、階段状パルスを発生して
メモリセルに供給する半導体不揮発性メモリの動作パル
ス発生回路であって、値の違う信号電圧を発生するチャ
ージポンプ回路と、制御信号の入力に応じて上記チャー
ジポンプ回路の各段から発生した信号電圧群の中から1
つの信号電圧のみを選択して出力する選択回路と、階段
状パルスの同じ電圧値での繰り返しパルス数をカウント
すると次に上記選択回路が少なくとも1段高い値の電圧
を出力するように上記制御信号を上記選択回路に出力す
る第1のパルスコントローラと、上記選択回路の出力信
号電圧を受けて、入力電圧値1段に対しパルスを1個ま
たは2個以上発生して上記メモリセルに供給する第2の
パルスコントローラとを有する。
Further, the present invention is an operation pulse generation circuit of a semiconductor nonvolatile memory for generating a stepwise pulse and supplying it to a memory cell, wherein a charge pump circuit for generating a signal voltage having a different value, and a control signal for a control signal. 1 out of the signal voltage group generated from each stage of the charge pump circuit according to the input
A selection circuit that selects and outputs only one signal voltage and the control signal that causes the selection circuit to output a voltage that is at least one step higher when the number of repetitive pulses with the same voltage value of the staircase pulse is counted. A first pulse controller for outputting to the selection circuit, and a first pulse controller for receiving an output signal voltage of the selection circuit and generating one or more pulses for one input voltage value stage and supplying the pulse to the memory cell. 2 pulse controllers.

【0014】本発明の動作パルス印加方法によれば、半
導体不揮発性メモリのメモリセルに対し、書込パルスま
たは消去パルスとして、電圧値を段々大きくする階段状
パルスであり、かつ、同じ電圧値での2回以上の繰り返
しを有するパルス列が印加される。これにより、階段状
パルスの隣り合う段の電圧値の違いを小さくすることな
しにメモリセルのしきい値電圧分布を狭く制御すること
が可能となる。しかも階段状パルスの電圧値を発生する
チャージポンプ回路の昇圧電流、昇圧効率は低下しな
い。
According to the operation pulse applying method of the present invention, a write pulse or an erase pulse for a memory cell of a semiconductor non-volatile memory is a step-like pulse for gradually increasing the voltage value, and at the same voltage value. A pulse train having two or more repetitions of is applied. As a result, it becomes possible to control the threshold voltage distribution of the memory cell to be narrow without reducing the difference between the voltage values of the adjacent steps of the staircase pulse. Moreover, the boosting current and boosting efficiency of the charge pump circuit that generates the voltage value of the stepwise pulse do not decrease.

【0015】また、本発明の動作パルス発生回路によれ
ば、チャージポンプ回路において、昇圧各段から階段状
パルスの元となる値の違う信号電圧が発生され、これら
信号電圧が選択回路に出力される。第1のパルスコント
ローラでは、階段状パルスの同じ電圧値での繰り返しパ
ルス数をカウントすると次に上記選択回路が1段高い値
の電圧を出力するように制御信号が生成されて選択回路
に出力される。選択回路では、チャージポンプ回路の各
段から発生した入力信号電圧群の中から1つの信号電圧
のみが選択され、階段状波形の信号が第2のパルスコン
トローラに出力される。そして、第2のパルスコントロ
ーラにおいて、選択回路の出力信号電圧を受けて、少な
くとも入力電圧値1段に対しパルスを1個または2個以
上発生され、メモリセルに対して書き込みパルスまたは
消去パルスとして供給される。これにより、書込パルス
または消去パルスとして、電圧値を段々大きくする階段
状パルスであり、かつ、同じ電圧値での2回以上の繰り
返しを有するパルス列が印加される。
Further, according to the operation pulse generating circuit of the present invention, in the charge pump circuit, signal voltages having different values which are the origins of the stepwise pulses are generated from the respective boosting stages, and these signal voltages are outputted to the selecting circuit. It In the first pulse controller, when the number of repetitive pulses of the same voltage value of the staircase pulse is counted, a control signal is generated and output to the selection circuit so that the selection circuit next outputs a voltage of a value one step higher. It In the selection circuit, only one signal voltage is selected from the input signal voltage group generated from each stage of the charge pump circuit, and the signal having the stepwise waveform is output to the second pulse controller. Then, the second pulse controller receives the output signal voltage of the selection circuit, generates at least one pulse for at least one stage of the input voltage value, and supplies the pulse as a write pulse or an erase pulse to the memory cell. To be done. Thus, as the write pulse or the erase pulse, a pulse train that is a stepwise pulse that gradually increases the voltage value and that is repeated twice or more with the same voltage value is applied.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る半導体不揮
発性メモリの階段状動作パルス発生回路の一例を示す回
路図である。この階段状パルス発生回路10aは、図1
に示すように、チャージポンプ回路11、マルチプレク
サ12、第1のパルスコントローラ13、および第2の
パルスコントローラ14により構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a stepwise operation pulse generation circuit of a semiconductor nonvolatile memory according to the present invention. This step-like pulse generating circuit 10a is shown in FIG.
As shown in, the charge pump circuit 11, the multiplexer 12, the first pulse controller 13, and the second pulse controller 14 are included.

【0017】チャージポンプ回路11は、図7に示す回
路構成と同様の回路構成を有し、相補的なレベルをとる
クロック信号φ,/φの入力に基づき、キャパシタC1
〜Cmの容量結合により各ノードN1 〜Nmの昇圧を順
次行い、ノードNn,Nn+1,…,Nm-1 ,Nmの各段
から階段状パルスの元となる値の違う信号電圧を発生
し、ダイオードDOで波形整形してマルチプレクサ12
に出力する。
The charge pump circuit 11 has the same circuit configuration as the circuit configuration shown in FIG. 7, the clock signal phi taking complementary levels, based on input / phi, the capacitor C 1
Sequentially performs boosting of the node N 1 to NM by capacitive coupling ~Cm, node Nn, Nn + 1, ..., generating Nm-1, different signal voltages the underlying value of the step-like pulses from each stage of Nm Then, the waveform is shaped by the diode DO and the multiplexer 12 is used.
Output to

【0018】マルチプレクサ12は、チャージポンプ回
路11の各段から発生した入力信号電圧群の中から1つ
の信号電圧のみを選択し信号S12として第2のパルス
コントローラ14に出力する。このマルチプレクサ12
の出力信号S12は階段状波形となる。
The multiplexer 12 selects only one signal voltage from the input signal voltage group generated from each stage of the charge pump circuit 11 and outputs it as the signal S12 to the second pulse controller 14. This multiplexer 12
The output signal S12 has a stepwise waveform.

【0019】マルチプレクサ12は、たとえばそのゲー
ト線が第1のパルスコントローラ13の出力制御信号で
制御され、出力側がワイヤードオアされたチャージポン
プ回路11の出力数に応じた数のトランスミッションゲ
ート121n,121n+1 ,…,121m-1 ,121m
と、第1のパルスコントローラ13で制御するゲート線
群が全て「0(ローレベル)」のときマルチプレクサ1
2出力を「0」とするノア回路122、およびトランス
ミッションゲート群の出力側(ワイヤードオア)の接続
点と接地ラインとの間に接続され、ゲートがノア回路1
22の出力に接続されたnチャネルMOSトランジスタ
123により構成される。
The multiplexer 12 has its gate line controlled, for example, by the output control signal of the first pulse controller 13, and its output side is wired-OR. The number of transmission gates 121n, 121n + corresponding to the number of outputs of the charge pump circuit 11 is wired. 1, ..., 121m-1, 121m
When all the gate line groups controlled by the first pulse controller 13 are "0 (low level)", the multiplexer 1
A NOR circuit 122 for setting two outputs to “0”, and a gate connected to a connection point on the output side (wired OR) of the transmission gate group and the ground line, the gate of which is the NOR circuit 1.
It is composed of an n-channel MOS transistor 123 connected to the output of 22.

【0020】第1のパルスコントローラ13は、たとえ
ばn進カウンタ131とシフトレジスタ132とから構
成される。具体的には、パルスイネーブル信号PEをn
進カウンタ131のクロックCK 1 とする。n進カウン
タ131のnは階段状パルスの同じ電圧値での繰り返し
パルス数と同一に設定されている。n進カウンタ131
の桁上げ信号Carry OUT はシフトレジスタ132のクロ
ックCK2 となる。このクロックに従いシフトレジスタ
がQA ,…から順々に(ハイレベル(H)の制御信号を
出力する。シフトレジスタ132の各出力は、直接また
はインバータINVn〜INVmを介し、マルチプレク
サ12内のトランスミッションゲート121n〜121
mの各ゲートへの入力となる。マルチプレクサ12にお
いては、シフトレジスタ132の制御で順々にトランス
ミッションゲート121n〜121mが開くことにより
階段状波形の出力が行われる。
The first pulse controller 13 is
For example, it is composed of an n-ary counter 131 and a shift register 132.
Is made. Specifically, the pulse enable signal PE is set to n
Clock CK of the base counter 131 1And n-ary coun
N of the data 131 is repeated with the same voltage value of the stepped pulse
It is set to be the same as the number of pulses. n-ary counter 131
Carry signal Carry OUT of the shift register 132
CK2Becomes Shift register according to this clock
Is QA, ... in sequence (high level (H) control signal
Output. Each output of the shift register 132 is directly or
Via the inverters INVn to INVm
The transmission gates 121n to 121 in the service 12
It is an input to each gate of m. To the multiplexer 12
Then, the shift register 132 controls the transformers in sequence.
By opening the mission gates 121n-121m
The stepwise waveform is output.

【0021】すなわち、第1のパルスコントローラ13
は、階段状パルスの同じ電圧値での繰り返しパルス数の
nをカウントすると次にマルチプレクサ12が1段高い
電圧を出力できるように制御する。通常の階段状パルス
を発生する場合は第1のパルスコントローラ13内のn
進カウンタ131は省略され、パルスイネーブル信号P
Eを直接シフトレジスタ132のクロックCK2 とす
る。
That is, the first pulse controller 13
Controls so that the multiplexer 12 can output a voltage one step higher when counting the number n of repetitive pulses of the staircase pulse at the same voltage value. When generating a normal step-like pulse, n in the first pulse controller 13
The advance counter 131 is omitted, and the pulse enable signal P
Let E be the clock CK 2 of the shift register 132 directly.

【0022】第2のパルスコントローラ14は、マルチ
プレクサ12からの階段状波形の信号S12を入力し、
図示しないメモリセルに与える実際の階段状パルスを出
力する。具体的には、第2のパルスコントローラ14へ
の入力電圧値1段に対しパルスを1個または2個以上出
力することにより、通常の階段状パルスまたは階段状パ
ルスであり、かつ、同じ電圧値での2回以上に繰り返し
を有するパルス列を発生する。この第2のパルスコント
ローラ14らの出力パルスS14がメモリセルに与えら
れる書込パルスまたは消去パルスとなる。
The second pulse controller 14 receives the stepwise waveform signal S12 from the multiplexer 12,
An actual staircase pulse applied to a memory cell (not shown) is output. Specifically, by outputting one pulse or two or more pulses for one stage of the input voltage value to the second pulse controller 14, it is a normal step pulse or a step pulse, and the same voltage value. Generate a pulse train having more than two repetitions of. The output pulse S14 from the second pulse controller 14 becomes a write pulse or an erase pulse applied to the memory cell.

【0023】パルスコントローラ14は、たとえばパル
スイネーブル信号PEで制御されるトランスミッション
ゲート141と、トランスミッションゲート141の出
力と接地ラインとの間に接続され、ゲートにパルスイネ
ーブル信号PEをインバータINVで反転させた信号
(トランスミッションゲートの一方のゲート入力)が入
力されるnチャネルMOSトランジスタ142により構
成される。パルスイネーブル信号PEは、パルスコント
ローラ14の出力パルスS14と同期する信号となる。
図2は、パルスコントローラ14の出力信号S14の波
形例を示している。
The pulse controller 14 is connected between the transmission gate 141 controlled by the pulse enable signal PE, for example, and the output of the transmission gate 141 and the ground line, and the pulse enable signal PE is inverted at the gate by the inverter INV. It is configured by an n-channel MOS transistor 142 to which a signal (one gate input of the transmission gate) is input. The pulse enable signal PE becomes a signal synchronized with the output pulse S14 of the pulse controller 14.
FIG. 2 shows an example of the waveform of the output signal S14 of the pulse controller 14.

【0024】次に、上記構成による動作を、図3のタイ
ミングチャートを参照しながら説明する。なお、ここで
は、第1のパルスコントローラ13のn進カウンタ13
1を3進カウンタとして説明する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. Note that, here, the n-ary counter 13 of the first pulse controller 13
1 will be described as a ternary counter.

【0025】チャージポンプ回路11において、相補的
なレベルをとるクロック信号φ,/φの入力に基づき、
キャパシタC1 〜Cmの容量結合により各ノードN1
Nmの昇圧が順次行われ、ノードNn,Nn+1 ,…,N
m-1 ,Nmの各段から階段状パルスの元となる値の違う
信号電圧が発生され、これら信号電圧が、ダイオードD
Oで波形整形されてマルチプレクサ12に出力される。
In the charge pump circuit 11, based on inputs of clock signals φ and / φ having complementary levels,
Due to the capacitive coupling of the capacitors C 1 to Cm, each node N 1 to
Nm is stepped up sequentially, and nodes Nn, Nn + 1, ..., N
Signal voltages having different values which are the origins of the staircase pulses are generated from the respective m-1 and Nm stages, and these signal voltages are fed to the diode D.
The waveform is shaped by O and output to the multiplexer 12.

【0026】第1のパルスコントローラ13では、3進
カウンタ131で、図3に示すように、パルスイネーブ
ル信号PEの3つ目のパルスでキャリアウト(Carry OU
T )のパルスが発生される。このキャリアウトパルスが
クロックとしてシフトレジスタ132に供給される。そ
して、シフトレジスタ132においては、入力クロック
に応じて、出力端Q A 〜から順々にハイレベルの制御信
号がマルチプレクサ12に出力される。
In the first pulse controller 13, ternary
In the counter 131, as shown in FIG.
Carrier pulse (Carry OU)
T) pulse is generated. This carryout pulse
It is supplied to the shift register 132 as a clock. So
Then, in the shift register 132, the input clock
Depending on the output Q AHigh-level control signals in order from
Signal is output to the multiplexer 12.

【0027】マルチプレクサ12では、第1のパルスコ
ントローラ13の出力制御信号がトランスミッションゲ
ート121n〜121mの各ゲートへの入力となる。こ
れにより、マルチプレクサ12においては、シフトレジ
スタ132の制御で順々にトランスミッションゲート1
21n〜121mが開きチャージポンプ回路11の各段
から発生した入力信号電圧群の中から1つの信号電圧の
みが選択され、階段状波形の信号S12が第2のパルス
コントローラ14に出力される。
In the multiplexer 12, the output control signal of the first pulse controller 13 becomes an input to each gate of the transmission gates 121n to 121m. Accordingly, in the multiplexer 12, the transmission gates 1 are sequentially controlled by the shift register 132.
21n to 121m open, and only one signal voltage is selected from the input signal voltage group generated from each stage of the charge pump circuit 11, and the signal S12 having a stepwise waveform is output to the second pulse controller 14.

【0028】第2のパルスコントローラ14では、パル
スイネーブル信号PEの入力に基づき、入力電圧値1段
に対しパルスを1個または2個以上出力することによ
り、通常の階段状パルスまたは階段状パルスであり、か
つ、同じ電圧値での2回以上の繰り返しを有するパルス
列が発生され、このパルス列S14が、書込パルスまた
は消去パルスとして、図示しないメモリセルに対して供
給される。
The second pulse controller 14 outputs one pulse or two or more pulses for one input voltage value stage based on the input of the pulse enable signal PE, thereby generating a normal step pulse or step pulse. A pulse train that is present and has two or more repetitions with the same voltage value is generated, and this pulse train S14 is supplied to a memory cell (not shown) as a write pulse or an erase pulse.

【0029】このように、半導体不揮発性メモリのメモ
リセルに対し、書込パルスまたは消去パルスとして、電
圧値を段々大きくする階段状パルスであり、かつ、同じ
電圧値での2回以上の繰り返しを有するパルス列S14
を印加することにより、チャージポンプ回路11の昇圧
効率低下なしにメモリセルのしきい値電圧Vth分布を
狭く制御することが可能である。
As described above, for a memory cell of a semiconductor nonvolatile memory, a write pulse or an erase pulse is a stepwise pulse that gradually increases the voltage value and is repeated twice or more at the same voltage value. Pulse train S14 having
By applying, it is possible to control the threshold voltage Vth distribution of the memory cell to be narrow without decreasing the boosting efficiency of the charge pump circuit 11.

【0030】階段状パルスの1つの電圧値において1回
ではなく2回以上の繰り返しパルス列を与えるのは以下
の理由による。すなわち、チャージポンプ1段当たりの
昇圧電圧を適正な昇圧電流、昇圧効率を確保するところ
の値に設定し、無理に小さな値とはしない。こういうチ
ャージポンプを使うことにより、階段状パルスの隣り合
う段の電圧値の違いは小さくなっていない。しかし、こ
のままでは図6の段々となっている1段当たりのしきい
値電圧Vthの変動値が大きいので、狭いしきい値電圧
Vth分布制御は困難である。そこで階段状パルスの1
つの電圧値において1回ではなく2回以上の繰り返しパ
ルス列を与えることにすれば、これらのパルス間のしき
い値電圧Vth変動値は小さくなる。具体的には図2に
示すように、階段状パルスの各電圧値において同じ電圧
値での2回以上の繰り返しパルス列を与える。これによ
り、階段状パルスの隣り合う段の電圧値の違いを小さく
することなしにメモリセルのしきい値電圧Vth分布を
狭く制御することが可能となる。しかも階段状パルスの
電圧値を発生するチャージポンプの昇圧電流、昇圧効率
は低下しない。
The reason why the repetitive pulse train is given twice or more instead of once at one voltage value of the stepwise pulse is as follows. That is, the boosting voltage per one stage of the charge pump is set to a value that ensures an appropriate boosting current and boosting efficiency, and is not set to a small value forcibly. By using such a charge pump, the difference in voltage value between the adjacent steps of the staircase pulse is not reduced. However, if this is left as it is, the variation value of the threshold voltage Vth per stage, which is stepwise as shown in FIG. So, one of the staircase pulse
If a repetitive pulse train is applied twice or more at one voltage value instead of once, the threshold voltage Vth fluctuation value between these pulses becomes small. Specifically, as shown in FIG. 2, at each voltage value of the stepped pulse, a pulse train that is repeated twice or more with the same voltage value is given. As a result, the threshold voltage Vth distribution of the memory cell can be controlled to be narrow without reducing the difference between the voltage values of the adjacent steps of the staircase pulse. Moreover, the boosting current and boosting efficiency of the charge pump that generates the voltage value of the stepwise pulse do not decrease.

【0031】図4に、そのようなパルスを与えた場合の
メモリセルのしきい値電圧Vth対パルス印加時間tの
関係を示す。図4は同じ電圧値での4回の繰り返しパル
ス列を与えた場合の例を示し、黒点部分が各パルスでの
しきい値電圧Vthである。
FIG. 4 shows the relationship between the threshold voltage Vth of the memory cell and the pulse application time t when such a pulse is applied. FIG. 4 shows an example in which a pulse train repeated four times with the same voltage value is applied, and the black dot portion is the threshold voltage Vth for each pulse.

【0032】以上説明したように、本例によれば、階段
状パルス発生回路10aを、相補的なレベルをとるクロ
ック信号φ,/φの入力に基づき、キャパシタC1 〜C
mの容量結合により各ノードN1 〜Nmの昇圧を順次行
い、ノードNn,Nn+1 ,…,Nm-1 ,Nmの各段から
階段状パルスの元となる値の違う信号電圧を発生するチ
ャージポンプ回路11と、チャージポンプ回路11の各
段から発生した入力信号電圧群の中から1つの信号電圧
のみを選択し信号S12として出力するマルチプレクサ
12と、階段状パルスの同じ電圧値での繰り返しパルス
数のnをカウントすると次にマルチプレクサ12が少な
くとも1段高い電圧を出力できるように制御するパルス
コントローラ13と、マルチプレクサ12からの階段状
波形の信号S12を入力し、入力電圧値1段に対しパル
スを1個または2個以上出力することにより、通常の階
段状パルスまたは階段状パルスでありかつ同じ電圧値で
の2回以上に繰り返しを有するパルス列を発生するパル
スコントローラ14とから構成し、パルスコントローラ
14の出力パルスS14を書込パルスまたは消去パルス
としてメモリセルに供給するので、チャージポンプ回路
の昇圧電流、昇圧効率の低下なしにメモリセルの分布を
狭く制御することができる。
[0032] As described above, according to this embodiment, the stepped pulse generating circuit 10a, the clock signal phi taking complementary levels, based on input / phi, the capacitor C 1 -C
The nodes N 1 to Nm are sequentially boosted by capacitive coupling of m, and signal voltages having different values which are the source of the staircase pulse are generated from the stages of the nodes Nn, Nn + 1, ..., Nm-1, Nm. The charge pump circuit 11, the multiplexer 12 that selects only one signal voltage from the input signal voltage group generated from each stage of the charge pump circuit 11 and outputs it as the signal S12, and the repetition of the staircase pulse with the same voltage value When the pulse number n is counted, the pulse controller 13 that controls the multiplexer 12 to output a voltage that is at least one step higher next, and the stepwise waveform signal S12 from the multiplexer 12 are input, and the input voltage value for one step is increased. By outputting one or more pulses, it is a normal step pulse or a step pulse and is repeated twice or more at the same voltage value. And a pulse controller 14 for generating a pulse train having the following, and the output pulse S14 of the pulse controller 14 is supplied to the memory cell as a write pulse or an erase pulse. The distribution of cells can be controlled narrowly.

【0033】また、以上の階段状パルス発生回路10a
を構成するチャージポンプ回路11、マルチプレクサ1
2、パルスコントローラ13,14は全てMOSプロセ
スにより作製可能であるので、メモリアレイが搭載され
たものと同じチップに搭載することができる利点があ
る。
Further, the above stepped pulse generation circuit 10a
Of the charge pump circuit 11 and multiplexer 1
2. Since all of the pulse controllers 13 and 14 can be manufactured by the MOS process, there is an advantage that they can be mounted on the same chip as that on which the memory array is mounted.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チャージポンプ回路の昇圧電流、昇圧効率の低下なしに
メモリセルの分布を狭く制御することができる。また、
電圧値を段々大きくする通常の階段状パルスまたは階段
状パルスでありかつ同じ電圧値での2回以上の繰り返し
を有するパルス列を発生する回路を、MOSプロセスで
作製可能な既知のチャージポンプ回路やマルチプレクサ
を用いて実現できる。そのためメモリアレイが搭載され
たものと同じチップに搭載することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to control the distribution of the memory cells to be narrow without reducing the boosting current and boosting efficiency of the charge pump circuit. Also,
A known charge pump circuit or multiplexer capable of producing by a MOS process a circuit that generates a normal staircase pulse that gradually increases the voltage value or a pulse train that is a staircase pulse and has two or more repetitions at the same voltage value. Can be realized by using. Therefore, it can be mounted on the same chip on which the memory array is mounted.

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

【図1】本発明に係る半導体不揮発性メモリの階段状パ
ルス発生回路の一例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a stepwise pulse generation circuit of a semiconductor nonvolatile memory according to the present invention.

【図2】本発明に係る階段状パルスの一例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a stepped pulse according to the present invention.

【図3】図1の動作を説明するためのタイミングチャー
トである。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 1;

【図4】本発明に係る階段状パルスを与えた場合のメモ
リセルのしきい値電圧対パルス印加時間の関係を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the threshold voltage of a memory cell and the pulse application time when a stepped pulse according to the present invention is applied.

【図5】一般的な書込(消去)パルスおよび階段状パル
ス例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a general write (erase) pulse and stepwise pulse.

【図6】図5に示す階段状パルスを与えた場合のメモリ
セルのしきい値電圧対パルス印加時間の関係を示す図で
ある。
6 is a diagram showing the relationship between the threshold voltage of the memory cell and the pulse application time when the stepped pulse shown in FIG. 5 is applied.

【図7】チャージポンプ回路の構成例を示す回路図であ
る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of a charge pump circuit.

【図8】図7のチャージポンプ回路の1段当たりの昇圧
電圧についての説明図である。
8 is an explanatory diagram of a boosted voltage per one stage of the charge pump circuit of FIG. 7. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a…階段状パルス発生回路 11…チャージポンプ回路 12…マルチプレクサ 121n〜121m…トランスミッションゲート 122…ノア回路 123…nチャネルMOSトランジスタ 13…第1のパルスコントローラ 131…n進カウンタ 132…シフトレジスタ 14…第2のパルスコントローラ 141…トランスミッションゲート 142…nチャネルMOSトランジスタ 10a ... Stepped pulse generation circuit 11 ... Charge pump circuit 12 ... Multiplexer 121n-121m ... Transmission gate 122 ... NOR circuit 123 ... N channel MOS transistor 13 ... First pulse controller 131 ... N-ary counter 132 ... Shift register 14 ... 2 pulse controller 141 ... Transmission gate 142 ... N-channel MOS transistor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリセルに対して所定のパルス列を印
加する半導体不揮発性メモリの動作パルス印加方法であ
って、 情報の書き込みまたは消去時に、電圧値を段々大きくす
る階段状パルスであり、かつ、同じ電圧値での2回以上
の繰り返しを有するパルス列を印加する半導体不揮発性
メモリの動作パルス印加方法。
1. A method for applying an operation pulse to a semiconductor non-volatile memory, wherein a predetermined pulse train is applied to a memory cell, which is a stepwise pulse that gradually increases a voltage value when writing or erasing information, and A method for applying an operation pulse to a semiconductor nonvolatile memory, which applies a pulse train having two or more repetitions at the same voltage value.
【請求項2】 階段状パルスを発生してメモリセルに供
給する半導体不揮発性メモリの動作パルス発生回路であ
って、 値の違う信号電圧を発生するチャージポンプ回路と、 制御信号の入力に応じて上記チャージポンプ回路の各段
から発生した信号電圧群の中から1つの信号電圧のみを
選択して出力する選択回路と、 階段状パルスの同じ電圧値での繰り返しパルス数をカウ
ントすると次に上記選択回路が少なくとも1段高い値の
電圧を出力するように上記制御信号を上記選択回路に出
力する第1のパルスコントローラと、 上記選択回路の出力信号電圧を受けて、入力電圧値1段
に対しパルスを1個または2個以上発生して上記メモリ
セルに供給する第2のパルスコントローラとを有する半
導体不揮発性メモリの動作パルス発生回路。
2. An operation pulse generation circuit for a semiconductor non-volatile memory which generates a stepwise pulse and supplies it to a memory cell, the charge pump circuit generating a signal voltage having a different value, and a control signal depending on an input of a control signal. The selection circuit that selects and outputs only one signal voltage from the signal voltage group generated from each stage of the charge pump circuit and the above selection when the number of repetitive pulses of the same voltage value of the stepped pulse is counted A first pulse controller that outputs the control signal to the selection circuit so that the circuit outputs a voltage having a value higher by at least one stage; and a pulse for an input voltage value of one stage by receiving the output signal voltage of the selection circuit. And a second pulse controller for generating one or more of the above and supplying them to the memory cell.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097228A (en) * 1997-07-24 2000-08-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Reset input circuit for an MCU
US6249455B1 (en) 1998-12-28 2001-06-19 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Multi-step pulse generating circuit for flash memory
US6490201B2 (en) 2000-09-28 2002-12-03 Hitachi, Ltd. Non-volatile memory and method of non-volatile memory programming
JP2005065462A (en) * 2003-08-20 2005-03-10 Fumio Ueno Switched capacitor power supply
KR101005165B1 (en) * 2009-05-29 2011-01-04 주식회사 하이닉스반도체 Voltage generating circuit and nonvolatile memory device using the same
JP2011004452A (en) * 2009-06-16 2011-01-06 Toppan Printing Co Ltd Power circuit
CN112086118A (en) * 2019-06-14 2020-12-15 旺宏电子股份有限公司 Variable resistive memory, programming method thereof and voltage programming method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097228A (en) * 1997-07-24 2000-08-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Reset input circuit for an MCU
US6249455B1 (en) 1998-12-28 2001-06-19 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Multi-step pulse generating circuit for flash memory
US6490201B2 (en) 2000-09-28 2002-12-03 Hitachi, Ltd. Non-volatile memory and method of non-volatile memory programming
US6683810B2 (en) 2000-09-28 2004-01-27 Renesas Technology Corporation Non-volatile memory and method of non-volatile memory programming
KR100697053B1 (en) * 2000-09-28 2007-03-20 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Non-volatile memory and method of non-volatile memory programming
JP2005065462A (en) * 2003-08-20 2005-03-10 Fumio Ueno Switched capacitor power supply
KR101005165B1 (en) * 2009-05-29 2011-01-04 주식회사 하이닉스반도체 Voltage generating circuit and nonvolatile memory device using the same
US8422309B2 (en) 2009-05-29 2013-04-16 Hynix Semiconductor Inc. Voltage generation circuit and nonvolatile memory device using the same
JP2011004452A (en) * 2009-06-16 2011-01-06 Toppan Printing Co Ltd Power circuit
CN112086118A (en) * 2019-06-14 2020-12-15 旺宏电子股份有限公司 Variable resistive memory, programming method thereof and voltage programming method

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