JPH1011982A - Non-volatile semiconductor memory device - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory device

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JPH1011982A
JPH1011982A JP15854996A JP15854996A JPH1011982A JP H1011982 A JPH1011982 A JP H1011982A JP 15854996 A JP15854996 A JP 15854996A JP 15854996 A JP15854996 A JP 15854996A JP H1011982 A JPH1011982 A JP H1011982A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-volatile semiconductor memory device which assures high speed data read operation. SOLUTION: Two addresses are stored as the multi-value. Since the data of lower address among those in the page is defined after the first read operation is executed with the word line VWL1 , the data is output in serial from a 4-value/2-bit converting circuit 80 for the external side as the read operation and data is read with the word line voltages VWL0 , VWL2 in the inside while the lower digit data is output for the external side, in order to define the upper digit data of the address in the page and data of the upper digit side is output when address data of the lower digit side is output. Thereby, the virtual first access time can be reduced to realize high speed data read operation.

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、メモリセルに少な
くとも3値以上のデータを記録する多値型の不揮発性半
導体記憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-valued nonvolatile semiconductor memory device for recording data of at least three values in a memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、EPROM、フラッシュメモリ等
の半導体不揮発性記憶装置においては、1個のメモリセ
ルトランジスタに「0」、「1」の2つの値をとるデー
タを記録する2値型のメモリセル構造が通常である。し
かし、最近の不揮発性半導体記憶装置の大容量化の要望
に伴い、1個のメモリセルトランジスタに少なくとも3
値以上のデータを記録する、いわゆる、多値型の不揮発
性半導体記憶装置が提案されている(たとえば、「A
Multi−Level 32Mb Flash Me
mory」’95 ISSCC p132〜 参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor nonvolatile storage device such as an EPROM or a flash memory, a binary memory in which data having two values of "0" and "1" is recorded in one memory cell transistor. Cell structure is usual. However, with the recent demand for increasing the capacity of the nonvolatile semiconductor memory device, at least three memory cell transistors are required.
A so-called multilevel nonvolatile semiconductor memory device that records data equal to or larger than a value has been proposed (for example, “A
Multi-Level 32Mb Flash Me
molly "'95 ISSCC p132-).

【0003】図9はDINOR型フラッシュメモリにお
いて、1個のメモリトランジスタに2ビットからなり4
値をとるデータを記録する場合の、しきい値電圧Vth
レベルとデータ内容との関係を示す図である。
FIG. 9 shows a DINOR type flash memory in which one memory transistor has two bits.
Threshold voltage Vth when recording data having a value
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a level and data content.

【0004】図9において、縦軸はメモリトランジスタ
のしきい値電圧Vthを、横軸はメモリトランジスタの
分布頻度をそれぞれ表している。また、1個のメモリト
ランジスタに記録するデータを構成する2ビットデータ
の内容は、〔D2,D1〕で表され、〔D2,D1〕=
〔1,1〕,〔1,0〕,〔0,1〕,〔0,0〕の4
状態が存在する。すなわち、データ「0」、データ
「1」、データ「2」、データ「3」の4状態が存在す
る。
In FIG. 9, the vertical axis represents the threshold voltage Vth of the memory transistor, and the horizontal axis represents the distribution frequency of the memory transistor. The content of 2-bit data constituting data to be recorded in one memory transistor is represented by [D2, D1], and [D2, D1] =
[1,1], [1,0], [0,1], [0,0]
State exists. That is, there are four states: data “0”, data “1”, data “2”, and data “3”.

【0005】そして、NAND型やDINOR(DIvided
NOR) 型等のフラッシュメモリにおいては、データの書
き換えおよび読み出しはページ単位で行われる。一般的
なNAND型やDINOR型フラッシュメモリの場合、
消去状態(データ「3」)から第1のプログラム状態
(データ「2」)、第2のプログラム状態(データ
「1」)、第3のプログラム状態(データ「0」)にメ
モリセルトランジスタをプログラムするためには、ワー
ド線の電圧(ゲート電圧VG )を一定の電圧、たとえば
−10Vに設定した状態で、書き込みデータが〔1,
0〕,〔0,1〕,〔0,0〕のセルに対し書き込み、
具体的にはたとえばビット線電圧(ドレイン電圧VD
を6V(ゲート電圧VG =−10V)に設定して書き込
みを行い、しきい値電圧Vthを分布10に遷移させ
る。このとき書き込みデータが〔1,1〕のセルには、
ドレイン電圧VD =0V(ゲート電圧VG =−10V)
が加わるが、電荷が不十分なため、しきい値電圧Vth
は遷移しない(分布11のまま)。次に、書き込みデー
タが〔0,1〕,〔0,0〕のセルに対して書き込みを
行う。そして、最後に、書き込みデータが〔0,0〕に
セルに対して書き込みを行い、多値書き込みを終了す
る。なお、書き込み動作は、書き込みベリファイで行わ
れる。
[0005] NAND type and DINOR (DIvided)
In a NOR (Normal) type flash memory, rewriting and reading of data are performed in page units. In the case of a general NAND type or DINOR type flash memory,
The memory cell transistor is programmed from an erase state (data "3") to a first program state (data "2"), a second program state (data "1"), and a third program state (data "0") To do this, the write data is [1, 1] while the word line voltage (gate voltage V G ) is set to a constant voltage, for example, −10V.
0], [0, 1], and [0, 0],
Specifically, for example, the bit line voltage (drain voltage V D )
Is set to 6 V (gate voltage V G = −10 V) to perform writing, and the threshold voltage Vth is shifted to distribution 10. At this time, the cell whose write data is [1, 1] has
Drain voltage V D = 0V (gate voltage V G = -10V)
Is added, but because of insufficient charge, the threshold voltage Vth
Does not transition (remains distribution 11). Next, writing is performed on cells whose write data is [0, 1] and [0, 0]. Finally, the write data is written to the cell at [0, 0], and the multi-level write is completed. Note that the write operation is performed by write verify.

【0006】読み出し時は、同一アドレスの2端子(I
/O)部のデータを1メモリセルに格納していることか
ら、まずワード線電圧をVWL0 に設定して読み出しを行
い、次にVWL1 に設定して読み出しを行い、最後にV
WL2 に設定して読み出しを行う。そして、3回行った読
み出しデータにおけるハイレベルの個数をカウントし、
そのカウント値(2進数)をIOm+1(D2)、IO
m(D1)のデータとする。たとえば、読み出しの結
果、ハイレベルが2回読み出された場合、“2”は2進
数で“10”であるため分布10と判定され、IOm+
1のデータは“1”、IOmデータは“0”が出力され
る。このように、従来の読み出し動作においては、4値
(2ビット/cell)の場合3回読み出しを行った後にデ
ータ出力が行われる。
At the time of reading, two terminals (I
Since the data of the (/ O) section is stored in one memory cell, first, the word line voltage is set to V WL0 to perform reading, then the word line voltage is set to V WL1 , and reading is performed.
Set to WL2 and read. Then, the number of high levels in the read data performed three times is counted,
The count value (binary number) is expressed as IOm + 1 (D2), IO
m (D1) data. For example, when the high level is read twice as a result of the reading, since “2” is “10” in binary, it is determined to be distribution 10 and IOm +
"1" is output for 1 data, and "0" is output for IOm data. As described above, in the conventional read operation, in the case of four values (2 bits / cell), data read is performed after performing read three times.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フラッシュ
メモリの用途の一つとして、ハードディスクの置換が挙
げられるが、NAND型やDINOR型等ページ単位で
書き換えを行う多値のフラッシュメモリの場合、ハード
ディスクの置換は最適の用途である。このような用途に
使用されるフラッシュメモリに期待される仕様として
は、次の2つを挙げることができる。 ランダムアクセスは高速である必要はない。 シリアルアクセスは高速である必要がある。
One application of the flash memory is to replace a hard disk. In the case of a multi-valued flash memory such as a NAND type or a DINOR type that rewrites data in units of pages, the hard disk is not used. Substitution is the optimal application. The following two can be cited as specifications expected of a flash memory used for such a purpose. Random access need not be fast. Serial access needs to be fast.

【0008】しかしながら、上述した多値型のフラッシ
ュメモリでは、読み出し時に3回読み出しを行った後で
ないとデータが出力されず、2値型のフラッシュメモリ
に比べてシリアルアクセスの最初のアドレスのアクセス
時間が長くなってしまい、2値型のフラッシュメモリに
比べて使い勝手が悪くなる。
However, in the above-described multi-valued flash memory, no data is output unless reading is performed three times at the time of reading, and the access time of the first address of serial access is shorter than that of the binary-type flash memory. Becomes longer, and the usability becomes worse as compared with a binary flash memory.

【0009】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、シリアルアクセスの最初のアド
レスのデータの読み出し速度の高速化を図れる不揮発性
半導体記憶装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of increasing the speed of reading data at the first address of serial access.

【0010】[0010]

【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、3値以上の多値データをメモリセルに格
納する不揮発性半導体記憶装置であって、多値データを
異なるアドレスの複数ビットのデータとして1つのメモ
リセルに格納する書き込み手段と、上記複数ビットから
なる格納データを上位ビット側と下位ビット側とに規定
して、読み出し時に、上位ビットまたは下位ビットのう
ちいずれか一方のビット側データの読み出しを行って出
力するとともに、当該出力期間中に、他方のビット側デ
ータの読み出しを行う読み出し手段とを有する。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device for storing multi-valued data of three or more values in a memory cell, the multi-valued data being stored in a plurality of addresses of different addresses. Writing means for storing bit data in one memory cell; and storing data consisting of the plurality of bits defined on an upper bit side and a lower bit side, and at the time of reading, one of an upper bit and a lower bit. And reading means for reading and outputting the bit-side data and reading the other bit-side data during the output period.

【0011】本発明の不揮発性半導体記憶装置によれ
ば、書き込み手段により多値データが異なるアドレスの
複数ビットのデータとして1つのメモリセルに格納され
る。そして、読み出し時には、たとえば上位ビット側を
低アドレス側として、上位ビットの読み出しを行った
後、そのデータをシリアル出力している間に、下位ビッ
ト側の読み出しが行われ、上位ビット側の出力が終了し
た後に、下位ビットの出力が行われる。これにより、シ
リアル読み出しの最初のデータの出力までの時間を短く
することができる。
According to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the multi-value data is stored in one memory cell as a plurality of bits of data at different addresses by the writing means. Then, at the time of reading, for example, after reading the upper bit with the upper bit side as the lower address side, while the data is serially output, the lower bit side is read, and the output of the upper bit side is output. After completion, the lower bits are output. Thereby, the time until the output of the first data of the serial read can be shortened.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る不揮発性半
導体記憶装置の一実施形態を示す回路図である。図1
は、折り返しビット線方式を採用したDINOR型フラ
ッシュメモリ1の回路例を示し、かつ説明および図面の
簡単化のため、1カラム分の詳細な構成のみを示し、他
のカラムの詳細な構成については同様の構成であること
から省略している。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. FIG.
Shows a circuit example of the DINOR type flash memory 1 employing the folded bit line system, and shows only a detailed configuration of one column for simplification of description and drawings, and shows a detailed configuration of other columns. It is omitted because it has the same configuration.

【0013】このDINOR型フラッシュメモリ1は、
プリチャージ回路10、nチャネルMOS(NMOS)
トランジスタからなるプリチャージ用転送ゲート11
L,11R、DINOR型メモリセルブロック20L,
20R、ダミーメモリセルブロック21L,21R、N
MOSトランジスタからなるスイッチングゲート30
L,30R、31L,31R、32L,32R、第1セ
ンスアンプ40(SA1 0),41(SA1 1),4
2(SA1 2)、NMOSトランジスタからなるスイ
ッチングゲート50L,50R、51L,51R、52
L,52R、供給接続線60L,60R、61L,61
R、62L,62R、第2センスアンプ70(SA2
0),71(SA2 1),72(SA2 2)、4値
/2ビット変換回路80、および制御回路90により構
成されている。
This DINOR type flash memory 1 has
Precharge circuit 10, n-channel MOS (NMOS)
Pre-charge transfer gate 11 composed of a transistor
L, 11R, DINOR type memory cell block 20L,
20R, dummy memory cell blocks 21L, 21R, N
Switching gate 30 composed of a MOS transistor
L, 30R, 31L, 31R, 32L, 32R,
Amplifier 40 (SA1 0), 41 (SA1 1), 4
2 (SA1 2), a switch composed of NMOS transistors
Switching gates 50L, 50R, 51L, 51R, 52
L, 52R, supply connection lines 60L, 60R, 61L, 61
R, 62L, 62R, the second sense amplifier 70 (SA2
0), 71 (SA2 1), 72 (SA2 2) 4 values
/ 2 bit conversion circuit 80 and control circuit 90.
Has been established.

【0014】BLLおよびBLRは、対をなすビット線
を示し、メモリセルブロック20Lおよびダミーメモリ
セルブロック21Lがビット線BLLに接続され、メモ
リセルブロック20Rおよびダミーメモリセルブロック
21Rがビット線BLRに接続されている。ビット線B
LL,BLRの一端側は、それぞれゲートがビット線プ
リチャージ信号PCBLの供給線に接続された転送ゲー
ト11L、11Rを介してプリチャージ回路10に接続
されている。ビット線BLLの他端側は3本の分岐ビッ
ト線BL0L,BL1L,BL2Lに分岐され、ビット
線BLRの他端側は3本の分岐ビット線BL0R,BL
1R,BL2Rに分岐されている。
BLL and BLR indicate bit lines forming a pair, and memory cell block 20L and dummy memory cell block 21L are connected to bit line BLL, and memory cell block 20R and dummy memory cell block 21R are connected to bit line BLR. Have been. Bit line B
One ends of LL and BLR are connected to the precharge circuit 10 via transfer gates 11L and 11R whose gates are connected to a supply line for the bit line precharge signal PCBL. The other end of the bit line BLL is branched into three branch bit lines BL0L, BL1L and BL2L, and the other end of the bit line BLR is branched into three branch bit lines BL0R and BL0.
It branches into 1R and BL2R.

【0015】分岐ビット線BL0LおよびBL0Rは、
それぞれゲート電極が信号SBL0L,SBL0Rの供
給線に接続されたスイッチングゲート30L,30Rを
介して第1センスアンプ40に接続されている。分岐ビ
ット線BL1LおよびBL1Rは、それぞれゲート電極
が信号SBL1L,SBL1Rの供給線に接続されたス
イッチングゲート31L,31Rを介して第1センスア
ンプ41に接続されている。分岐ビット線BL2Lおよ
びBL2Rは、それぞれゲート電極が信号SBL2L,
SBL2Rの供給線に接続されたスイッチングゲート3
2L,32Rを介して第1センスアンプ42に接続され
ている。
The branch bit lines BL0L and BL0R are
The gate electrodes are connected to the first sense amplifier 40 via the switching gates 30L and 30R connected to the supply lines of the signals SBL0L and SBL0R, respectively. The branch bit lines BL1L and BL1R are connected to the first sense amplifier 41 via switching gates 31L and 31R whose gate electrodes are connected to supply lines for the signals SBL1L and SBL1R, respectively. The gate electrodes of the branch bit lines BL2L and BL2R have signals SBL2L and SBL2L, respectively.
Switching gate 3 connected to the supply line of SBL2R
It is connected to the first sense amplifier 42 via 2L and 32R.

【0016】第1センスアンプ40の2出力線40L,
40Rは、ゲート電極が信号Y1 00の供給線に共通に
接続されたスイッチングゲート50L,50Rを介し、
第2センスアンプ70の2入力線に接続された接続線6
0L,60Rに接続されている。第1センスアンプ41
の2出力線41L,41Rは、ゲート電極が信号Y1
0の供給線に共通に接続されたスイッチングゲート51
L,51Rを介し、第2センスアンプ71の2入力線に
接続された接続線61L,61Rに接続されている。第
2センスアンプ40の2出力線42L,42Rは、ゲー
ト電極が信号Y1 00の供給線に共通に接続されたスイ
ッチングゲート52L,52Rを介し、第2センスアン
プ72の2入力線に接続された接続線62L,62Rに
接続されている。そして、第2センスアンプ70,7
1,72の出力線70OUT ,71OUT ,72OUT は4値
/2ビット変換回路80の入力端子SA0,SA1,S
A2にそれぞれ接続されている。
The two output lines 40L of the first sense amplifier 40,
40R is the gate electrode whose signal Y1 Common to 00 supply line
Via the connected switching gates 50L, 50R,
Connection line 6 connected to two input lines of second sense amplifier 70
0L, 60R. First sense amplifier 41
The two output lines 41L and 41R have a gate electrode connected to the signal Y1. 1
Switching gate 51 commonly connected to the 0 supply line
L, 51R to two input lines of the second sense amplifier 71
It is connected to the connected connection lines 61L and 61R. No.
The two output lines 42L and 42R of the two sense amplifier 40
Electrode Y is the signal Y1 Switches connected in common to the
Via the switching gates 52L and 52R, the second sense amplifier
Connection lines 62L and 62R connected to the two input lines of the
It is connected. Then, the second sense amplifiers 70 and 7
1,72 output lines 70OUT, 71OUT, 72OUTIs 4 values
Input terminals SA0, SA1, S of the / 2 bit conversion circuit 80
A2.

【0017】メモリセルブロック20L,20Rおよび
ダミーメモリセルブロック21L,21Rは、たとえば
図2に示すように構成される。すなわち、メモリセルブ
ロック20Lは、エンハンスメント型トランジスタET
とデプレッション型トランジスタDTとが直列接続さ
れ、エンハンスメント型トランジスタETのドレインが
ビット線BLLに接続された選択ゲート20LSと、選
択ゲート20LSに縦続接続され、かつ副ビット線SB
LLに接続された4個のメモリセルトランジスタ(以
下、メモリセル)M21L〜M24Lにより構成されて
いる。メモリセルブロック20Rは、デプレッション型
トランジスタDTとエンハンスメント型トランジスタE
Tとが直列接続され、デプレッション型トランジスタD
Tとのドレインがビット線BLRに接続された選択ゲー
ト20RSと、選択ゲート20RSに縦続接続され、か
つ副ビット線SBLRに接続された4個のメモリセルM
21R〜M24Rにより構成されている。
The memory cell blocks 20L and 20R and the dummy memory cell blocks 21L and 21R are configured, for example, as shown in FIG. That is, the memory cell block 20L includes the enhancement type transistor ET.
And a depletion type transistor DT are connected in series, and a drain of the enhancement type transistor ET is connected in cascade with the select gate 20LS connected to the bit line BLL, and a sub-bit line SB
The memory cell is constituted by four memory cell transistors (hereinafter, memory cells) M21L to M24L connected to LL. The memory cell block 20R includes a depletion type transistor DT and an enhancement type transistor E
T is connected in series, and the depletion type transistor D
A select gate 20RS whose drain to T is connected to the bit line BLR, and four memory cells M connected in cascade to the select gate 20RS and connected to the sub-bit line SBLR.
21R to M24R.

【0018】メモリセルブロック20Lの選択ゲート2
0LSと、メモリセルブロック20Rの選択ゲート20
RSとは共通の選択信号供給線SG1A,SG1Bに接
続されている。具体的には、一方のエンハンスメント型
トランジスタETと他方のデプレッション型トランジス
タDTのゲートが共通の選択信号供給線に接続されてい
る。
Select gate 2 of memory cell block 20L
0LS and the selection gate 20 of the memory cell block 20R.
RS is connected to a common selection signal supply line SG1A, SG1B. Specifically, the gates of one enhancement transistor ET and the other depression transistor DT are connected to a common selection signal supply line.

【0019】また、メモリセルブロック20Lのメモリ
セルM21Lのゲートはメモリセルブロック20Rのメ
モリセルM21Rのゲートと共に共通のワード線WL1
に接続され、メモリセルM22Lのゲートはメモリセル
M22Rのゲートと共に共通のワード線WL2に接続さ
れ、メモリセルM23LのゲートはメモリセルM23R
のゲートと共に共通のワード線WL3に接続され、メモ
リセルM24LのゲートはメモリセルM24Rのゲート
と共に共通のワード線WL4に接続されている。
The gate of the memory cell M21L of the memory cell block 20L is connected to the common word line WL1 together with the gate of the memory cell M21R of the memory cell block 20R.
The gate of the memory cell M22L is connected to the common word line WL2 together with the gate of the memory cell M22R, and the gate of the memory cell M23L is connected to the memory cell M23R.
Is connected to a common word line WL3, and the gate of the memory cell M24L is connected to a common word line WL4 together with the gate of the memory cell M24R.

【0020】ダミーメモリセルブロック21L,21R
は、メモリセルブロック20L,20Rと同様に構成さ
れる。すなわち、ダミーメモリセルブロック21Lは、
エンハンスメント型トランジスタETとデプレッション
型トランジスタDTとが直列接続され、エンハンスメン
ト型トランジスタETのドレインがビット線BLLに接
続された選択ゲート21LSDと、選択ゲート21LS
Dに縦続接続され、かつ副ビット線SBLLDに接続さ
れた4個のダミーメモリセルM21LD〜M24LDに
より構成されている。ダミーメモリセルブロック21R
は、デプレッション型トランジスタDTとエンハンスメ
ント型トランジスタETとが直列接続され、デプレッシ
ョン型トランジスタDTのドレインがビット線BLRに
接続された選択ゲート21RSDと、選択ゲート21R
SDに縦続接続され、かつ副ビット線SBLRDに接続
された4個のダミーメモリセルM21RD〜M24RD
により構成されている。
Dummy memory cell blocks 21L, 21R
Are configured similarly to the memory cell blocks 20L and 20R. That is, the dummy memory cell block 21L is
A selection gate 21LSD and a selection gate 21LS in which the enhancement transistor ET and the depression transistor DT are connected in series, and the drain of the enhancement transistor ET is connected to the bit line BLL.
D and cascade-connected to D and four dummy memory cells M21LD to M24LD connected to the sub-bit line SBLLD. Dummy memory cell block 21R
A selection gate 21RSD in which a depletion type transistor DT and an enhancement type transistor ET are connected in series, and a drain of the depletion type transistor DT is connected to a bit line BLR;
Four dummy memory cells M21RD to M24RD cascaded to SD and connected to sub-bit line SBLRD
It consists of.

【0021】そして、ダミーメモリセルブロック21L
の選択ゲート21LSDと、メモリセルブロック21R
の選択ゲート21RSDとは共通のダミー選択信号供給
線DSG1A,DSG1Bに接続されている。具体的に
は、一方のエンハンスメント型トランジスタETと他方
のデプレッション型トランジスタDTのゲートが共通の
ダミー選択信号供給線に接続されている。
The dummy memory cell block 21L
Select gate 21LSD and memory cell block 21R
Are connected to a common dummy selection signal supply line DSG1A, DSG1B. Specifically, the gates of one enhancement transistor ET and the other depression transistor DT are connected to a common dummy selection signal supply line.

【0022】さらに、ダミーメモリセルブロック21L
のダミーメモリセルM21LDのゲートはダミーメモリ
セルブロック21RのダミーメモリセルM21RDのゲ
ートと共に共通のダミーワード線DWL1に接続され、
ダミーメモリセルM22LDのゲートはダミーメモリセ
ルM22RDのゲートと共に共通のダミーワード線DW
L2に接続され、ダミーメモリセルM23LDのゲート
はダミーメモリセルM23RDのゲートと共に共通のダ
ミーワード線DWL3に接続され、ダミーメモリセルM
24LDのゲートはダミーメモリセルM24RDのゲー
トと共に共通のワード線DWL4に接続されている。
Further, the dummy memory cell block 21L
Of the dummy memory cell M21LD is connected to the common dummy word line DWL1 together with the gate of the dummy memory cell M21RD of the dummy memory cell block 21R.
The gate of the dummy memory cell M22LD is shared with the gate of the dummy memory cell M22RD by a common dummy word line DW.
L2, the gate of the dummy memory cell M23LD is connected to the common dummy word line DWL3 together with the gate of the dummy memory cell M23RD.
The gate of 24LD is connected to the common word line DWL4 together with the gate of the dummy memory cell M24RD.

【0023】各メモリセルM21L〜M24L、M21
R〜M24Rには、制御回路90により異なるアドレス
のnビットの多値データが格納される。本実施形態で
は、2アドレスのデータを多値化して格納される。すな
わち、多値化するデータは図9の場合と同様であり、2
アドレスのデータを多値化し、ページ内アドレスの下位
側のアドレスのデータはVWL1 より大か小かで定義さ
れ、ページ内アドレスの上位側のアドレスのデータはV
WL0 より大か小か、またはVWL2 より大か小かで定義さ
れる。たとえば、1ページが2m Col×x bitで、選択
されたページの先頭アドレスがAnとすると、各セルに
格納されたデータは“An+i(i:0≦i<m)とA
n+m+i”となる。
Each of the memory cells M21L to M24L, M21
The control circuit 90 stores n-bit multi-value data of different addresses in R to M24R. In the present embodiment, data of two addresses is converted into multi-valued data and stored. That is, the data to be multi-valued is the same as in the case of FIG.
The data of the address is multi-valued, and the data of the lower address of the address in the page is defined as being larger or smaller than V WL1 , and the data of the upper address of the address in the page is V
Defined as greater than or less than WL0 , or greater than or less than VWL2 . For example, if one page is 2m Col × x bits and the start address of the selected page is An, the data stored in each cell is “An + i (i: 0 ≦ i <m) and A
n + m + i ".

【0024】なお、ビット線BLLに接続されたメモリ
セルブロック20Lのメモリセルをアクセスする場合に
は、ビット線BLRに接続されたダミーメモリセルブロ
ック21R側が選択されてリファレンスとして用いら
れ、ビット線BLRに接続されたメモリセルブロック2
0Rのメモリセルをアクセスする場合には、ビット線B
LLに接続されたダミーメモリセルブロック21L側が
選択されてリファレンスとして用いられる。
When accessing the memory cell of the memory cell block 20L connected to the bit line BLL, the dummy memory cell block 21R connected to the bit line BLR is selected and used as a reference, and the bit line BLR is used. Cell block 2 connected to
To access the 0R memory cell, the bit line B
The dummy memory cell block 21L connected to LL is selected and used as a reference.

【0025】第1センスアンプ40,41,42は、図
3に示すように、いわゆるCMOSインバータI1,I
2の入出力同士を交差結合してなるラッチ(フリップフ
ロップ)型のものから構成されている。各センスアンプ
40〜42のpチャネルMOS(PMOS)トランジス
タP1,P2のソース同士の接続中点は共通の駆動信号
供給線VSAH0(〜2)にそれぞれ接続され、NMO
SトランジスタN1,N2のソース同士の接続中点は共
通の駆動信号供給線VSAL0(〜2)にそれぞれ接続
されている。各センスアンプ40〜42の出力である2
つの記憶ノードND1,ND2は、分岐ビット線対BL
0(〜2)L,BL0(〜2)Rおよび40(〜42)
L,40(〜42)Rに接続されている。
As shown in FIG. 3, the first sense amplifiers 40, 41, 42 are provided with so-called CMOS inverters I1, I2.
It is composed of a latch (flip-flop) type in which two inputs and outputs are cross-coupled. The connection midpoint between the sources of the p-channel MOS (PMOS) transistors P1 and P2 of each of the sense amplifiers 40 to 42 is connected to a common drive signal supply line VSAH0 (to 2), respectively.
The midpoint of connection between the sources of the S transistors N1 and N2 is connected to a common drive signal supply line VSAL0 ((2). 2 which is the output of each of the sense amplifiers 40 to 42
Storage nodes ND1 and ND2 are connected to branch bit line pair BL
0 (~ 2) L, BL0 (~ 2) R and 40 (~ 42)
L, 40 (to 42) R.

【0026】第2センスアンプ70,71,72として
は、たとえばカレントミラータイプのものが用いられ
る。
As the second sense amplifiers 70, 71 and 72, for example, a current mirror type is used.

【0027】図4は、第2センスアンプ70(71,7
2)の具体的な構成例を示す回路図である。図4に示す
ように、この第2センスアンプ70は、NMOSトラン
ジスタNT1〜NT4およびPMOSトランジスタPT
1〜PT3により構成されている。
FIG. 4 shows the second sense amplifier 70 (71, 7).
It is a circuit diagram which shows the specific structural example of 2). As shown in FIG. 4, the second sense amplifier 70 includes NMOS transistors NT1 to NT4 and a PMOS transistor PT.
1 to PT3.

【0028】PMOSトランジスタPT1,PT2のソ
ースは電源電圧VCCの供給線に接続され、PMOSトラ
ンジスタPT1のドレインはNMOSトランジスタNT
1のドレインに接続され、その接続点はPMOSトラン
ジスタPT1,PT2のゲートおよびNMOSトランジ
スタNT3のゲートに接続されている。NMOSトラン
ジスタNT1,NT2のソース同士が接続され、その接
続点と接地との間にNMOSトランジスタNT3,NT
4が直列に接続されている。また、PMOSトランジス
タPT2のドレインがNMOSトランジスタNT2のド
レインと接続され、その接続点が出力線70OUT に接続
されている。そして、NMOSトランジスタNT1のゲ
ートが接続線60Lに接続され、NMOSトランジスタ
NT2のゲートが接続線60Rに接続されている。さら
に、接続線60Lと60Rとの間にイコライズ用PMO
SトランジスタPT3が接続され、このPMOSトラン
ジスタPT3のゲートおよびNMOSトランジスタNT
4のゲートが信号Y2n(0〜2)の供給線に接続され
ている。本回路では、PMOSトランジスタPT1,P
T2によりカレントミラー回路が構成され、PMOSト
ランジスタPT1,PT2およびNMOSトランジスタ
NT1〜NT4により差動型アンプAMPが構成されて
いる。
The sources of the PMOS transistors PT1 and PT2 are connected to the supply line of the power supply voltage V CC , and the drain of the PMOS transistor PT1 is connected to the NMOS transistor NT
1 is connected to the gates of the PMOS transistors PT1 and PT2 and the gate of the NMOS transistor NT3. The sources of the NMOS transistors NT1 and NT2 are connected to each other, and the NMOS transistors NT3 and NT2 are connected between the connection point and the ground.
4 are connected in series. The drain of the PMOS transistor PT2 is connected to the drain of the NMOS transistor NT2, and the connection point is connected to the output line 70 OUT . The gate of the NMOS transistor NT1 is connected to the connection line 60L, and the gate of the NMOS transistor NT2 is connected to the connection line 60R. Further, an equalizing PMO is provided between the connection lines 60L and 60R.
An S transistor PT3 is connected, and the gate of the PMOS transistor PT3 and the NMOS transistor NT
4 are connected to the supply line of the signal Y2n (0 to 2). In this circuit, the PMOS transistors PT1 and P1
T2 forms a current mirror circuit, and PMOS transistors PT1 and PT2 and NMOS transistors NT1 to NT4 form a differential amplifier AMP.

【0029】このような構成を有する第2センスアンプ
70では、まず、信号Y2nが非アクティブのローレベ
ルに設定される。これにより、差動型アンプAMPの入
力端子としてのNMOSトランジスタNT1,NT2の
ゲートレベルがイコライズされる。第2センスアンプ7
0を活性化させる場合、信号Y2nがアクティブのハイ
レベルに設定される。これにより、NMOSトランジス
タNT4が導通状態となる。その結果、差動型アンプA
MPで2つの入力信号が差動増幅され、差動型アンプA
MPから所定のレベルをとる信号が出力線70OUT を介
して4値/2ビット変換回路80に出力される。
In the second sense amplifier 70 having such a configuration, first, the signal Y2n is set to an inactive low level. Thus, the gate levels of the NMOS transistors NT1 and NT2 as the input terminals of the differential amplifier AMP are equalized. Second sense amplifier 7
When activating 0, the signal Y2n is set to the active high level. As a result, the NMOS transistor NT4 becomes conductive. As a result, the differential amplifier A
MP, two input signals are differentially amplified, and a differential amplifier A
A signal having a predetermined level is output from MP to the 4-level / 2-bit conversion circuit 80 via the output line 70 OUT .

【0030】4値/2ビット変換回路80は、データ読
み出し時に、制御回路90による信号SAmulがローレベ
ルで入力されているときは、第2センスアンプ71の出
力信号であるアドレス指定されたメモリセルに格納され
ている読み出し多値データの下位側のデータを出力し、
信号SAmulがハイレベルで入力されているときは、第2
センスアンプ70、72から順次に出力される信号から
多値データの上位側のデータを確定させて出力する。な
お、本実施形態では2アドレスを多値化しているので、
後述するようにワード線電圧VWL1 で1回目の読み出し
を行った後では、下位側のアドレスのデータは確定して
いる。したがって、4値/2ビット変換回路80は、信
号SAmulがローレベルで入力されているときは、第2セ
ンスアンプ71の出力信号であるアドレス指定されたメ
モリセルに格納されている読み出し多値データの下位側
のデータをそのまま出力する。
When the signal S Amul by the control circuit 90 is input at a low level at the time of reading data, the quaternary / 2-bit conversion circuit 80 outputs the address of the memory designated as the output signal of the second sense amplifier 71. Output the lower data of the read multi-value data stored in the cell,
When the signal S Amul is input at a high level, the second
From the signals sequentially output from the sense amplifiers 70 and 72, the higher-order data of the multi-valued data is determined and output. In this embodiment, since two addresses are multivalued,
As will be described later, after the first read is performed with the word line voltage VWL1 , the data of the lower address is determined. Therefore, when the signal S Amul is inputted at a low level, the quaternary / 2-bit conversion circuit 80 reads the multi-valued read data stored in the addressed memory cell which is the output signal of the second sense amplifier 71. The data on the lower side of the data is output as it is.

【0031】図5は、4値/2ビット変換回路80の構
成例を示す回路図である。図5に示すように、この4値
/2ビット変換回路80は、2入力オアゲート801,
802,803、2入力ナンドゲート804、インバー
タ805、およびPMOSトランジスタとNMOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン同士を接続してなる転送ゲ
ート806,807により構成されている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the quaternary / 2-bit conversion circuit 80. As shown in FIG. 5, the quaternary / 2-bit conversion circuit 80 includes a two-input OR gate 801,
802, 803, a two-input NAND gate 804, an inverter 805, and transfer gates 806 and 807 connecting the sources and drains of a PMOS transistor and an NMOS transistor.

【0032】オアゲート801の一方の入力端子は第2
センスアンプ70の出力線70OUTに接続された入力端
子SA0に接続され、他方の入力端子がナンドゲート8
04の出力端子に接続されている。ナンドゲート804
およびノアゲート803の2入力端子はそれぞれ第2セ
ンスアンプ71の出力線71OUT に接続された入力端子
SA1、第2センスアンプ72の出力線72OUT に接続
された入力端子SA2に接続されている。オアゲート8
02の一方の入力端子はオアゲート801の出力端子に
接続され、他方の入力端子はオアゲート803の出力端
子に接続され、出力端子は転送ゲート806の一方の入
出力端子に接続されている。転送ゲート807の一方の
入出力端子は入力端子SA1に接続されている。そし
て、転送ゲート806,807の他方の入出力端子は出
力端子IOiに接続されている。さらに、入力端子Am
ulがインバータ805の入力端子、転送ゲート806
のNMOSトランジスタN806のゲート、並びに転送
ゲート807のPMOSトランジスタP807のゲート
に接続されている。そして、インバータ805の出力端
子が転送ゲート806のPMOSトランジスタP806
のゲート、並びに転送ゲート807のNMOSトランジ
スタN807のゲートに接続されている。
One input terminal of the OR gate 801 is connected to the second
The other input terminal is connected to the input terminal SA0 connected to the output line 70 OUT of the sense amplifier 70, and the NAND gate 8
04 is connected to the output terminal. NAND Gate 804
The two input terminals of the NOR gate 803 are connected to an input terminal SA1 connected to an output line 71 OUT of the second sense amplifier 71 and an input terminal SA2 connected to an output line 72 OUT of the second sense amplifier 72, respectively. OR gate 8
02 has one input terminal connected to the output terminal of the OR gate 801, the other input terminal connected to the output terminal of the OR gate 803, and the output terminal connected to one input / output terminal of the transfer gate 806. One input / output terminal of the transfer gate 807 is connected to the input terminal SA1. The other input / output terminals of the transfer gates 806 and 807 are connected to the output terminal IOi. Further, the input terminal Am
ul is the input terminal of the inverter 805, the transfer gate 806
Of the NMOS transistor N806, and the gate of the PMOS transistor P807 of the transfer gate 807. The output terminal of the inverter 805 is connected to the PMOS transistor P806 of the transfer gate 806.
And the gate of the NMOS transistor N807 of the transfer gate 807.

【0033】この4値/2ビット変換回路80では、信
号SAmulがローレベルで入力されると、転送ゲート80
7が導通状態、転送ゲート806が非導通状態に保持さ
れる。その結果、入力端子SA1に入力された第2セン
スアンプ71の出力信号が転送ゲート807を介してそ
のまま出力端子IOiに伝達される。一方、信号SAmul
がハイレベルで入力されると、転送ゲート806が導通
状態、転送ゲート807が非導通状態に保持される。そ
の結果、入力端子SA0に入力された第2センスアンプ
70の出力信号、入力端子SA2に入力された第2セン
スアンプ72の出力信号とは、ナンドゲート804、オ
アゲート801,803での論理演算の結果として、転
送ゲート806を介して出力端子IOiに伝達される。
In the 4-level / 2-bit conversion circuit 80, when the signal S Amul is input at a low level, the transfer gate 80
7 is kept conductive and the transfer gate 806 is kept non-conductive. As a result, the output signal of the second sense amplifier 71 input to the input terminal SA1 is directly transmitted to the output terminal IOi via the transfer gate 807. On the other hand, the signal S Amul
Is input at a high level, the transfer gate 806 is kept conductive and the transfer gate 807 is kept non-conductive. As a result, the output signal of the second sense amplifier 70 input to the input terminal SA0 and the output signal of the second sense amplifier 72 input to the input terminal SA2 are the result of the logical operation by the NAND gate 804 and the OR gates 801 and 803. Is transmitted to the output terminal IOi via the transfer gate 806.

【0034】図6に、4値/2ビット変換回路80の入
力と出力結果としての10進数表示および2進数表示と
の対応関係を示す。図6に示すように、入力端子SA
0,SA1,SA2の入力が「000」の場合、多値デ
ータは2進数で「00」、「001」の場合は2進数で
「01」、「011」の場合は2進数で「10」、「1
11」の場合は2進数で「11」となる。
FIG. 6 shows the correspondence between the input of the quaternary / 2-bit conversion circuit 80 and the decimal and binary representations as the output result. As shown in FIG.
When the input of 0, SA1, and SA2 is “000”, the multi-valued data is “00” in binary, “001” is “01” in binary, and “011” is “10” in binary. , "1
In the case of "11", it is "11" in binary.

【0035】制御回路90は、各メモリセルに異なるア
ドレスのnビットの多値データの書き込み、およびアド
レス指定されたメモリセルに格納されている多値データ
の読み出しを行うため、ワード線WL(図2の選択信号
供給線等も含む)、第1センスアンプ40〜42の駆動
信号供給線VSAH0〜VSAH2、VSAL0〜VS
AL2のレベルおよびタイミング制御、第2センスアン
プ70〜72用信号Y2n(0〜2)のレベルおよびタ
イミング制御、スイッチングゲート30L〜32L、3
0R〜32R用信号SBL0L〜SBL2L、SBL0
R〜SBL2R、50L〜52L、50R〜52R用信
号Y1 10〜Y1 1n、Y1 00〜Y1 0nの
レベルおよびタイミング制御、並びに信号SAmulのレベ
ルおよびタイミング制御を行う。
The control circuit 90 writes the n-bit multi-valued data of a different address to each memory cell and reads out the multi-valued data stored in the addressed memory cell. 2 selection signal supply lines, etc.), the drive signal supply lines VSAH0 to VSAH2, VSAL0 to VS1 of the first sense amplifiers 40 to 42.
AL2 level and timing control, level and timing control of signals Y2n (0-2) for second sense amplifiers 70-72, switching gates 30L-32L,
0R-32R signals SBL0L-SBL2L, SBL0
Signal Y1 for R to SBL2R, 50L to 52L, 50R to 52R 10 to Y1 1n, Y1 00 to Y1 0n level and timing control, and signal S Amul level and timing control.

【0036】そして、書き込み時のデータのしきい値電
圧Vthの設定は、まず、低アドレスAn+iのデータ
を図9に示す電圧VWL1 より上か下かを決定する。その
後でAn+iとAn+m+iのデータにより電圧VWL0
またはVWL2 より上か下かを決定する。たとえば、An
+iのデータが“1”、An+m+iのデータが“0”
の場合、制御回路90は、分布10となるように電圧等
の制御を行う。
In setting the threshold voltage Vth of data at the time of writing, first, it is determined whether the data of the low address An + i is above or below the voltage VWL1 shown in FIG. Thereafter, the voltage V WL0 is determined by the data of An + i and An + m + i.
Or, determine whether it is above or below V WL2 . For example, An
+ I data is “1”, An + m + i data is “0”
In this case, the control circuit 90 controls the voltage and the like so that the distribution 10 is obtained.

【0037】また、読み出し時は、まずアドレス指定さ
れたワード線電圧をVWL1 に設定して読み出しを行い、
読み出しデータを第1センスアンプ41に入力させる。
次いで第2センスアンプ71を通して4値/2ビット変
換回路80に入力させる。このときセンスアンプに読み
出されたデータはアドレスAn〜An+m−1のデータ
であり、この時点でデータのシリアル出力が可能であ
る。このとき信号SAmulをローレベルに設定する。そし
て、シリアル出力している間にワード線電圧をVWL0
WL2 と順次に設定しての各々読み出しを行った後、信
号SAmulをハイレベルに設定して4値/2ビット変換回
路80に先ほどのワード線電圧がVWL1 の時の読み出し
結果も含めて“1”の個数をカウントさせる。この場
合、その下位1ビットがアドレスAn+m〜An+2m
−1に相当する。通常の構成(ページが1K以上)で
は、An〜An+m−1のデータを出力している間にA
n+m〜An+2m−1のデータの内部での読み出しは
十分間に合い、An〜An+2m−1までのデータの切
れ目のないシリアル出力が可能である。
At the time of reading, first, the word line voltage addressed is set to V WL1 and reading is performed.
Read data is input to the first sense amplifier 41.
Next, the signal is input to the 4-value / 2-bit conversion circuit 80 through the second sense amplifier 71. At this time, the data read to the sense amplifier is the data of the addresses An to An + m-1, and the data can be serially output at this time. At this time, the signal S Amul is set to a low level. During the serial output, the word line voltage is changed to V WL0 ,
After each reading is performed by sequentially setting V WL2 , the signal S Amul is set to the high level, and the four-value / 2-bit conversion circuit 80 includes the reading result when the word line voltage is V WL1. To count the number of "1". In this case, the lower one bit is the address An + m to An + 2m
-1. In a normal configuration (a page is 1K or more), while outputting data of An to An + m-1, A
The internal reading of the data of n + m to An + 2m-1 is sufficiently long, and the continuous serial output of the data of An to An + 2m-1 is possible.

【0038】図7に、多値データ(1ページ分)とワー
ド線電圧VWL1 ,VWL0 ,VWL2 および信号SAmulとの
関係を示す。なお、4値/2ビット変換回路80で、A
mulはページ内の最上位アドレスである。
FIG. 7 shows the relationship between multi-value data (for one page), word line voltages V WL1 , V WL0 , V WL2 and signal S Amul . Note that the four-value / 2-bit conversion circuit 80
mul is the highest address in the page.

【0039】次に、上記構成によるデータ読み出し動作
について、図8のタイミングチャートを参照しつつ説明
する。
Next, the data read operation of the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0040】たとえば、ビット線BLL側に接続される
メモリセルブロック20LのメモリセルM21Lに記憶
されたデータを読み出す場合、まず、プリチャージ信号
PCBLが一定期間ハイレベルに設定される。これによ
り、転送ゲート11Lおよび11Rが導通状態となり、
プリチャージ回路10によりビット線BLLおよびビッ
ト線BLRがVCC/2程度にプリチャージされる。
For example, when reading data stored in the memory cell M21L of the memory cell block 20L connected to the bit line BLL, first, the precharge signal PCBL is set to a high level for a certain period. As a result, the transfer gates 11L and 11R become conductive, and
The precharge circuit 10 precharges the bit line BLL and the bit line BLR to about V CC / 2.

【0041】その後、選択信号供給線SG1Bがハイレ
ベルに設定され、ワード線WL1の電圧がVWL1 に設定
される。これにより、ビット線BLLに接続されるメモ
リセルM21Lが選択される。同時に、ダミー選択信号
供給線DSG1A、ダミーワード線DWL1がハイレベ
ルに設定されて、ビット線BLRに接続されるダミーセ
ルM21RDが選択される。また、ワード線電圧をV
WL1 に設定する同じタイミングで、信号SBL1L,S
BL1Rがハイレベルに設定され、スイッチングゲート
31L,31Rが導通状態に保持される。ワード線電圧
がVWL1 に設定されてから所定時間は、センスアンプ駆
動用信号線VSAH0〜2、VSAL0〜2は共にVCC
/2程度のレベルに保持されているが、所定時間経過後
に、VSAH1が電源電圧VCCに、VSAL1が接地レ
ベルGNDとなる。このようにして、メモリセルM21
Lからビット線BLLに読み出したデータが第1センス
アンプ41に入力されて、ビット線BLL,BLRの電
位に応じたレベルに相補的にラッチされ増幅される。こ
の第1センスアンプ41に読み出されたデータは1ペー
ジのうち低アドレス側のデータである。
After that, the selection signal supply line SG1B is set to the high level, and the voltage of the word line WL1 is set to V WL1 . As a result, the memory cell M21L connected to the bit line BLL is selected. At the same time, the dummy selection signal supply line DSG1A and the dummy word line DWL1 are set to the high level, and the dummy cell M21RD connected to the bit line BLR is selected. Further, the word line voltage is set to V
At the same timing set in WL1 , signals SBL1L, SBL1
BL1R is set to the high level, and the switching gates 31L and 31R are kept conductive. For a predetermined time after the word line voltage is set to V WL1 , the sense amplifier driving signal lines VSAH0-2 and VSAL0-2 are both at V CC.
/ 2 approximately although the level is held in, after a predetermined time has elapsed, VSAH1 the power supply voltage V CC, VSAL1 becomes the ground level GND. Thus, the memory cell M21
Data read from L to the bit line BLL is input to the first sense amplifier 41, and is complementarily latched and amplified to a level corresponding to the potential of the bit lines BLL and BLR. The data read by the first sense amplifier 41 is data on the lower address side of one page.

【0042】次に、ワード線WL1および信号SBL1
L,SBL1Rのレベルがローレベルに設定された後、
信号Y1 10がハイレベルに設定され、スイッチング
ゲート51L,51Rが導通状態に保持される。これに
より、第1センスアンプ41でラッチされた相補データ
が第2センスアンプ71に入力される。そして、信号Y
1が第2センスアンプ71に入力されて、第2セン
スアンプ71で入力データが増幅されて4値/2ビット
変換回路80に出力される。このとき、信号SAmulはロ
ーレベルに設定されており、4値/2ビット変換回路8
0からは第2センスアンプ71の出力データがそのまま
出力端子IOiからシリアル出力される。
Next, the word line WL1 and the signal SBL1
After the level of L, SBL1R is set to low level,
Signal Y1 10 is set to the high level, and the switching gates 51L and 51R are kept conductive. Thus, the complementary data latched by the first sense amplifier 41 is input to the second sense amplifier 71. And the signal Y
2 1 is input to the second sense amplifier 71, the input data is amplified by the second sense amplifier 71, and output to the 4-level / 2-bit conversion circuit 80. At this time, the signal S Amul is set to the low level, and the quaternary / 2-bit conversion circuit 8
From 0, the output data of the second sense amplifier 71 is serially output from the output terminal IOi as it is.

【0043】すなわち、このワード線電圧VWL1 での読
み出し後のデータ出力に関する動作では、外部よりカラ
ムアドレス(ページ内アドレス) Col Adrを順次
変化させて、それに伴って、信号Y1−1j(0≦j≦
m−1)が順次変化して同時に第2センスアンプ71が
活性化されて4値/2ビット変換回路80を通ってデー
タが順次出力されていく。
That is, in the operation related to the data output after reading at the word line voltage VWL1 , the column address (in-page address) Col Adr is sequentially changed from the outside, and the signal Y1-1j (0 ≦ j ≦
m-1) are sequentially changed, and at the same time, the second sense amplifier 71 is activated, and the data is sequentially output through the 4-level / 2-bit conversion circuit 80.

【0044】そして、この期間、内部ではワード線電圧
がVWL1 からローレベルに切り換えられた後、プリチャ
ージ信号PCBLが一定期間ハイレベルに設定されて、
ビット線BLL,BLRのプリチャージが行われ、ワー
ド線電圧VWL0 でのデータの読み出しが行われる。この
場合、上述したと同様に、スイッチングゲート30L,
30Rが導通状態に制御されて第1センスアンプ40に
読み出しデータが格納される。次いで、ワード線電圧が
WL0 からローレベルに切り換えられた後、プリチャー
ジ信号PCBLが一定期間ハイレベルに設定されて、ビ
ット線BLL,BLRのプリチャージが行われ、ワード
線電圧VWL2 でのデータの読み出しが行われる。この場
合、スイッチングゲート32L,32Rが導通状態に制
御されて第1センスアンプ42に読み出しデータが格納
される。そして、ページ内アドレスの下位側でのデータ
出力が終了したタイミングで、信号SAmulがハイレベル
に切り換えられ、カラムアドレスY1 1n,Y1
nが切り換えられる。このとき、カラムアドレスで選択
された第1センスアンプ40〜42にラッチされている
データが第2センスアンプ70〜72を通して、4値/
2ビット変換回路80に入力されて、その都度演算処理
が行われて、上位側のデータが出力端子IOiから出力
される。
During this period, after the word line voltage is internally switched from V WL1 to low level, the precharge signal PCBL is set to high level for a certain period,
The bit lines BLL and BLR are precharged, and data is read at the word line voltage VWL0 . In this case, as described above, the switching gates 30L,
The read data is stored in the first sense amplifier 40 while the 30R is controlled to be conductive. Next, after the word line voltage is switched from V WL0 to low level, the precharge signal PCBL is set to high level for a certain period, and the bit lines BLL and BLR are precharged, and the word line voltage V WL2 is used. Data reading is performed. In this case, the switching gates 32 </ b> L and 32 </ b> R are controlled to be conductive, and the read data is stored in the first sense amplifier 42. Then, at the timing when the data output on the lower side of the address within the page is completed, the signal S Amul is switched to the high level, and the column address Y1 is set. 1n, Y1 0
n is switched. At this time, the data latched by the first sense amplifiers 40 to 42 selected by the column address is passed through the second sense amplifiers 70 to 72 to generate four-value /
The data is input to the 2-bit conversion circuit 80, and the arithmetic processing is performed each time, and the upper data is output from the output terminal IOi.

【0045】このように、1回目のアクセスで1ページ
内の低アドレス側を読んでラッチした後、そのデータを
シリアルに出力している間に、2回の読み出しを行うこ
とにより最初のデータが出力されるまでの時間が1回の
読み出し時間でなおかつ、切れ目なく1ページ分のシリ
アルアクセスが可能となる。
As described above, after reading and latching the low address side in one page in the first access, while the data is serially output, the first data is read by performing the read twice. The time until output is one reading time, and one page of serial access is possible without any break.

【0046】たとえば、容量が64Mビットでビット線
が8K本の場合、読み出し系(3個のセンスアンプ(S
/A)のグループ)は4K個あり、電圧VWL1 での読み
出し後のデータは4K個ある。IO構成が×8構成の場
合、これを出力するのに要する時間はシリアルアクセス
タイムを25nsすると25ns×4K/8=12.8
μsであり、この間に2回の読み出しが終了すれば続け
て上位側のデータが出力できる。もし、下位側のアドレ
スのデータ出力に要する時間が2回の読み出しに要する
時間より短いようであれば第1アクセス時間(1st Acc
ess Time)を1回の読み出し時間より長くすれば1ペー
ジ分のデータの連続出力が可能となる。
For example, when the capacity is 64M bits and the number of bit lines is 8K, the read system (three sense amplifiers (S
/ A) is 4K, and there are 4K data after reading at the voltage V WL1 . When the IO configuration is a × 8 configuration, the time required to output this is 25 ns × 4K / 8 = 12.8 when the serial access time is 25 ns.
μs, and if two readings are completed during this time, the upper data can be output continuously. If the time required for data output of the lower address is shorter than the time required for reading twice, the first access time (1st Acc
If the ess time is longer than one reading time, continuous output of data for one page becomes possible.

【0047】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、2アドレスを多値化して格納し、読み出しは、ワー
ド線電圧VWL1 で1回目の読み出しを行った後ではペー
ジ内のアドレスのうち下位側のアドレスのデータは確定
しているので、外部に対して4値/2ビット変換回路8
0からデータをそのままシリアル出力し、そして、外部
に対しては下位側のデータを出力しつつ、内部ではワー
ド線電圧VWL0 ,VWL2でデータの読み出しを行い、ペ
ージ内アドレスの上位側のデータを確定し、下位側のア
ドレスのデータ出力が終了した段階で上位側アドレスの
データを出力するようにしたので、見かけ上の第1アク
セス時間を速くでき、データの読み出し速度の高速化を
図れる利点がある。
As described above, according to the present embodiment, two addresses are converted into multi-valued values and stored. After the first read is performed at the word line voltage VWL1 , the addresses are read out of the addresses in the page. Since the data of the lower address has been determined, the 4-value / 2-bit conversion circuit 8
0 is serially output as it is, and data is read out internally using the word line voltages V WL0 and V WL2 while outputting lower-order data to the outside. Is determined, and the data of the upper address is output when the data output of the lower address is completed. Therefore, the apparent first access time can be shortened and the data reading speed can be increased. There is.

【0048】また、本発明を本実施形態のように、ペー
ジ単位で読み出し/書き込みを行うDINOR等のフラ
ッシュメモリに適用した場合、NOR型はNAND型よ
りセル電流が多く高速である(といっもμsオーダー)
ため、1回目の読み出し後、データをシリアル出力して
いる間に2回の読み出しは終了してしまい、連続して出
力可能である。すなわち、1回目の読み出し後、待ち時
間なくデータ出力が可能である。
When the present invention is applied to a flash memory such as DINOR which performs reading / writing in page units as in the present embodiment, the NOR type has a larger cell current than the NAND type and has a higher speed. μs order)
Therefore, after the first reading, while the data is being serially output, the two readings are completed, and the data can be output continuously. That is, data can be output without waiting time after the first reading.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
見かけ上の第1アクセス時間を速くでき、データの読み
出し速度の高速化を図れる利点がある。
As described above, according to the present invention,
There is an advantage that the apparent first access time can be shortened and the data reading speed can be increased.

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

【図1】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の一実施
形態を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】本発明に係るメモリセルブロックおよびダミー
セルブロックの構成例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a memory cell block and a dummy cell block according to the present invention.

【図3】本発明に係る第1センスアンプの構成例を示す
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a first sense amplifier according to the present invention.

【図4】本発明に係る第2センスアンプの構成例を示す
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a second sense amplifier according to the present invention.

【図5】本発明に係る4値/2ビット変換回路の構成例
を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a 4-level / 2-bit conversion circuit according to the present invention.

【図6】本発明に係る4値/2ビット変換回路の入力と
出力結果としての10進数表示および2進数表示との対
応関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a correspondence relationship between a decimal number display and a binary number display as an input result and an output result of the quaternary / 2-bit conversion circuit according to the present invention.

【図7】多値データ(1ページ分)とワード線電圧V
WL1 ,VWL0 ,VWL2 および信号SAmulとの関係を示す
図である。
FIG. 7 shows multi-level data (for one page) and word line voltage V
WL1, is a diagram showing a relationship between V WL0, V WL2 and signal S Amul.

【図8】図1の回路の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the circuit of FIG. 1;

【図9】NAND型フラッシュメモリにおいて、1個の
メモリトランジスタに2ビットからなり4値をとるデー
タを記録する場合の、しきい値電圧Vthレベルとデー
タ内容との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a threshold voltage Vth level and data content when data of two bits and having four values is recorded in one memory transistor in a NAND flash memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…DINOR型フラッシュメモリ、10…プリチャー
ジ回路、11L,11R…プリチャージ用転送ゲート、
20L,20R…DINOR型メモリセルブロック、2
1L,21R…ダミーメモリセルブロック、30L,3
0R、31L,31R、32L,32R…スイッチング
ゲート、40(SA1 0),41(SA1 1),4
2(SA1 2)…第1センスアンプ、50L,50
R、51L,51R、52L,52R…スイッチングゲ
ート、70(SA2 0),71(SA2 1),72
(SA2 2)…第2センスアンプ、80…4値/2ビ
ット変換回路、90…制御回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DINOR type flash memory, 10 ... Precharge circuit, 11L, 11R ... Precharge transfer gate,
20L, 20R ... DINOR type memory cell block, 2
1L, 21R: dummy memory cell block, 30L, 3
0R, 31L, 31R, 32L, 32R ... switching gate, 40 (SA1 0), 41 (SA1 1), 4
2 (SA1 2) First sense amplifier, 50L, 50
R, 51L, 51R, 52L, 52R ... switching gate, 70 (SA2 0), 71 (SA2 1), 72
(SA2 2)... Second sense amplifier, 80... Four-value / 2-bit conversion circuit, 90.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3値以上の多値データをメモリセルに格
納する不揮発性半導体記憶装置であって、 多値データを異なるアドレスの複数ビットのデータとし
て1つのメモリセルに格納する書き込み手段と、 上記複数ビットからなる格納データを上位ビット側と下
位ビット側とに規定して、読み出し時に、上位ビットま
たは下位ビットのうちいずれか一方のビット側データの
読み出しを行って出力するとともに、当該出力期間中
に、他方のビット側データの読み出しを行う読み出し手
段とを有する不揮発性半導体記憶装置。
1. A non-volatile semiconductor memory device for storing multi-valued data of three or more values in a memory cell, comprising: writing means for storing the multi-valued data in one memory cell as a plurality of bits of data at different addresses; The stored data composed of the plurality of bits is defined as the upper bit side and the lower bit side, and at the time of reading, one of the upper bit or the lower bit is read and output, and the output period is set. A non-volatile semiconductor memory device having therein a reading means for reading the other bit-side data.
【請求項2】 上記上位ビット側が低アドレス側である
請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said upper bit side is a lower address side.
【請求項3】 上記メモリセルは、ワード線およびビッ
ト線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷
量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変化し、
読み出し時には、ワード線電圧と蓄積電荷量に基づくデ
ータをビット線に出力するトランジスタからなり、 上記読み出し手段は、上位ビット側と下位ビット側とで
それぞれ上記しきい値電圧に応じた異なるワード線電圧
を設定し、設定電圧を順次にワード線に印加して、メモ
リセルトランジスタのデータをビット線に出力させる請
求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The memory cell according to claim 1, wherein the amount of charge stored in the charge storage unit changes according to the voltage applied to the word line and the bit line, and the threshold voltage changes according to the change.
At the time of reading, the read means comprises a transistor for outputting data based on the word line voltage and the accumulated charge amount to the bit line, and the reading means comprises a different word line voltage corresponding to the threshold voltage on the upper bit side and the lower bit side, respectively. 2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the setting voltage is sequentially applied to the word line to output the data of the memory cell transistor to the bit line.
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