JPH1011990A - Non-volatile storage device having verify function - Google Patents

Non-volatile storage device having verify function

Info

Publication number
JPH1011990A
JPH1011990A JP16611696A JP16611696A JPH1011990A JP H1011990 A JPH1011990 A JP H1011990A JP 16611696 A JP16611696 A JP 16611696A JP 16611696 A JP16611696 A JP 16611696A JP H1011990 A JPH1011990 A JP H1011990A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
verify
output
memory cell
nonvolatile memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP16611696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Takeuchi
信善 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP16611696A priority Critical patent/JPH1011990A/en
Priority to PCT/JP1997/002006 priority patent/WO2004090908A1/en
Priority to US09/011,450 priority patent/US5886927A/en
Publication of JPH1011990A publication Critical patent/JPH1011990A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-size non-volatile storage device having a verify function by altering a sensing ratio between an output of a verify cell and an output of a reference cell in a sense amplifier. SOLUTION: Non-volatile memory transistors and verify transistors having a memory cell array 11 and a verify cell column 13, in addition to associated circuit elements, are formed on a single semiconductor substrate. A reference cell 16 is also formed simultaneously, so that the same writing/erasing times are achieved with application of the same voltages for writing/erasing information. That is, a change in a threshold value appearing in the memory cell array 11 can be detected by being represented with a change in a threshold value appearing in the verify cell column 13. Accordingly, upon switching to a verify mode, a verify control circuit 18 operates in accordance wit a control signal from a control circuit 20, and an output from the reference cell 16 is amplified by a sensing ratio control circuit 17a to a predetermined level to be then input to a sense amplifier 14.

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、不揮発性記憶装
置、特にメモリセルを代表してメモリセルとは別に形成
されるベリファイセルとこのベリファイセルの出力が参
照されるリファレンスセルとを用いたベリファイ機能を
有する不揮発性記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile memory device, and more particularly to a verifying method using a verify cell formed separately from a memory cell as a representative of a memory cell and a reference cell to which the output of the verify cell is referred. The present invention relates to a nonvolatile storage device having a function.

【0002】[0002]

【従来の技術】EEPROMあるいはフラッシュメモリ
等の不揮発性記憶装置では、情報の書き込み或いは消去
操作を一定時間行い、この書き込み或いは消去操作が正
しく完了したことを確認する操作が行われ、まだの場合
は書き込み或いは消去操作と確認操作をセットで一定時
間づつ行い、この書き込み或いは消去操作が正しく完了
されたところで確認操作を終了する。この確認操作をベ
リファイと呼ぶ。従来このベリファイは、情報の書き込
み或いは消去時に不揮発性記憶装置を構成するアレイセ
ル内のメモリセル一つ一つの記憶内容を順次読み出し、
その結果をリファレンス用のメモリセルの内容と対比す
ることにより行っている。具体的にはアレイセル内のメ
モリセル一つ一つのしきい値とリファレンス用のメモリ
セルのしきい値とを比較してベリファイが行われる。
2. Description of the Related Art In a nonvolatile storage device such as an EEPROM or a flash memory, an operation of writing or erasing information is performed for a certain period of time, and an operation of confirming that the writing or erasing operation has been completed is performed. The writing or erasing operation and the confirming operation are performed as a set for a certain period of time, and the confirming operation is terminated when the writing or erasing operation is completed correctly. This confirmation operation is called verification. Conventionally, this verify reads sequentially the stored contents of each memory cell in an array cell constituting a nonvolatile storage device when writing or erasing information,
This is done by comparing the result with the contents of the reference memory cell. Specifically, verification is performed by comparing the threshold value of each memory cell in the array cell with the threshold value of the reference memory cell.

【0003】しかし、最近メモリの高集積化が進みメモ
リセルの数が膨大になってきた為、一つ一つのセルのし
きい値を検査することは多大の手間と時間が掛かるもの
である。
However, since the number of memory cells has become enormous with the recent high integration of memories, it takes a lot of trouble and time to inspect the threshold value of each cell.

【0004】例えば、米国特許N0.5,142,49
6号にはセルマトリクス端にリファレンスコラムを設
け、ワードラインを共有するリファレンスセルとアレイ
セルの出力をセンス回路におけるセンス比を調整してベ
リファイを行うという技術が示されている。ここで、各
々のワードライン毎に一つのリファレンスセルが接続さ
れているため、各々のリファレンスセルをベリファイす
ると、ワードラインを共有するアレイセルの特性を検査
できる。
[0004] For example, US Patent No. N0.5,142,49
No. 6 discloses a technique in which a reference column is provided at an end of a cell matrix, and outputs of a reference cell and an array cell sharing a word line are verified by adjusting a sense ratio in a sense circuit. Here, since one reference cell is connected to each word line, the characteristics of the array cells sharing the word line can be inspected by verifying each reference cell.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この米国特許N0.
5,142,496号の発明ではワードラインを共有す
るアレイセルとリファレンスセルとの比較をセンスアン
プで行うことになるが、書き込み時に選択されたアレイ
セルをベリファイ時に再度選択してリファレンスセルと
比較しなければならない。このため、たとえばページモ
ードで書き込みを行っても、少なくとも選択されたアレ
イセルとリファレンスセルとの比較が必要であり、特定
のセルの選択に時間を要し、それだけベリファイに時間
が掛かってしまう。
This U.S. Pat.
In the invention of Japanese Patent No. 5,142,496, the sense cell compares the array cell sharing the word line with the reference cell. However, the array cell selected at the time of writing must be selected again at the time of verification and compared with the reference cell. Must. For this reason, even if writing is performed in the page mode, for example, at least comparison between the selected array cell and the reference cell is necessary, and it takes time to select a specific cell, and it takes time to perform verification.

【0006】更に、リファレンスセルが各ワードライン
ごとに異なるため、リファレンスセルの製造のばらつき
がリファレンスセルの特性のばらつきとなって現れ、ワ
ードライン毎にベリファイの基準が異なってしまう。
Further, since the reference cells are different for each word line, variations in the manufacture of the reference cells appear as variations in the characteristics of the reference cells, and the verification standard differs for each word line.

【0007】このように従来の不揮発性記憶装置では、
アレイ内のメモリセルに情報が正しく書き込まれ或いは
消去されたことを確認するために選択されたすべてのメ
モリセルについてベリファイを行わなければならず、多
大の手間と時間を要するものであった。
As described above, in the conventional nonvolatile memory device,
Verification must be performed on all selected memory cells to confirm that information has been correctly written or erased in the memory cells in the array, which requires a great deal of labor and time.

【0008】そこで、この発明は、ベリファイを速やか
にかつ正確に行うことにより、結果的に情報の書き込み
或いは消去操作を簡単、迅速かつ正確に行うことができ
る、ベリファイ機能を有する不揮発性記憶装置を提供す
ることを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a non-volatile memory device having a verify function which can perform a write operation or an erase operation of information simply, quickly and accurately by performing a verify operation promptly and accurately. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係るベリファ
イ機能を有する不揮発性記憶装置は、行方向に複数本配
列されたワード線と、前記ワード線と交差する列方向に
複数本配列されたビット線と、前記ワード線とビット線
との交点に夫々配置された複数の不揮発性メモリセル
と、前記ワード線の夫々に前記複数の不揮発性メモリセ
ルと共通に接続されかつ複数の不揮発性メモリセルとほ
ぼ同一の書き込み消去特性を有する少なくとも1個のベ
リファイセルと、参照信号を発生するリファレンスセル
と、書き込み消去時に選択されたワード線に接続された
ベリファイセルの出力および前記リファレンスセルより
の参照信号を夫々異なる所定のセンス感度をもって検出
するセンス手段とから構成されている。
A nonvolatile memory device having a verify function according to the present invention comprises a plurality of word lines arranged in a row direction and a plurality of bit lines arranged in a column direction intersecting the word lines. A plurality of non-volatile memory cells, each of which is disposed at an intersection of a line, the word line and the bit line, and a plurality of non-volatile memory cells which are commonly connected to the plurality of non-volatile memory cells at each of the word lines. At least one verify cell having substantially the same write / erase characteristics, a reference cell for generating a reference signal, an output of a verify cell connected to a word line selected at the time of write / erase, and a reference signal from the reference cell. Are detected with different predetermined sense sensitivities.

【0010】上記の構成によりワード線の夫々に接続さ
れた複数の不揮発性メモリセルのベリファイを、これら
の不揮発性メモリセルと共通に接続されかつ複数の不揮
発性メモリセルとほぼ同一の書き込み消去特性を有する
ベリファイセルとリファレンスセルを用いてワード線単
位でおこなうことができるので高速ベリファイを実現で
きる。これは、即ちページモードベリファイとも言うべ
き技術思想である。これに加えて、上記の構成によれ
ば、このような高速ベリファイもセンス手段のセンス感
度を電気的に制御してセルのしきい値を調製することで
行うことができるので、ベリファイを速やかにかつ正確
に行うことができる。また製造時にはセンス手段が簡単
な回路構成であるとともに、ベリファイセルも複数の不
揮発性メモリセルと同時に形成が可能であるので、製造
プロセスをほぼそのまま使用して製造でき、チップ面積
も小さくでき製造コストを低減できる。
With the above configuration, the verification of the plurality of nonvolatile memory cells connected to each of the word lines is performed by verifying the write / erase characteristics which are commonly connected to these nonvolatile memory cells and which are substantially the same as the plurality of nonvolatile memory cells. Can be performed for each word line by using the verify cell having the threshold voltage and the reference cell, so that high-speed verify can be realized. This is a technical idea that can be called page mode verify. In addition, according to the above configuration, such a high-speed verification can be performed by electrically controlling the sense sensitivity of the sensing means and adjusting the threshold value of the cell. And can be performed accurately. In manufacturing, the sensing means has a simple circuit configuration, and the verify cell can be formed simultaneously with a plurality of nonvolatile memory cells. Therefore, the manufacturing process can be performed almost as it is, the chip area can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Can be reduced.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明の第1の実施の形
態について図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1はこの第1の実施の形態を示すブロッ
ク回路図であり、メモルセルアレイ11は複数の不揮発
性メモリセルトランジスタM1i,M1(i+1),
…、M2i,M2(i+1),…,M3i,M3(i+
1),…が行方向および列方向にマトリクス状に配列さ
れてなる。不揮発性メモリセルトランジスタM1i,M
1(i+1),…のコントロールゲートは共通にワード
ラインWLiに接続され、不揮発性メモリセルトランジ
スタM2i,M2(i+1),…のコントロールゲート
は共通にワードラインWLi+1に接続され、不揮発性
メモリセルトランジスタM3i,M3(i+1),…の
コントロールゲートは共通にワードラインWLi+2に
接続される。これらのワードラインWLi,WLi+
1,WLi+2はそれぞれワードラインドライバ、すな
わちXデコーダ10の出力端に接続されて駆動される。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing the first embodiment. A memory cell array 11 includes a plurality of nonvolatile memory cell transistors M1i, M1 (i + 1),
, M2i, M2 (i + 1), ..., M3i, M3 (i +
1) are arranged in a matrix in the row and column directions. Nonvolatile memory cell transistors M1i, M
The control gates of the non-volatile memory cell transistors M2i, M2 (i + 1),... Are commonly connected to the word line WLi + 1, and the control gates of the non-volatile memory cell transistors M2i, M2 (i + 1),. The control gates of M3i, M3 (i + 1),... Are commonly connected to word line WLi + 2. These word lines WLi, WLi +
1 and WLi + 2 are connected to and driven by a word line driver, that is, the output terminal of the X decoder 10.

【0013】不揮発性メモリセルトランジスタM1i,
M2i,M3i…のドレインは共通にビットラインBL
iに接続され、不揮発性メモリセルトランジスタM1
(i+1),M2(i+1),M3(i+1)…のドレ
インは共通にビットラインBLi+1に接続される。こ
れらのビットラインBLi,BLi+1…はそれぞれビ
ットライン選択回路であるYデコーダ13によりオン・
オフ制御されるトランジスタ8ni,8n(i+1)を
介してセンスアンプを含む書き込み回路6に接続され、
更に図示しない電源に接続される。なお、不揮発性メモ
リセルトランジスタM1i,M2i,M3i…のソース
は共通にソースラインSLiに接続され、不揮発性メモ
リセルトランジスタM1(i+1),M2(i+1),
M3(i+1)…のソースは共通にソースラインSLi
+1に接続される。これらのソースラインSLi,SL
i+1は共通に接地される。
The nonvolatile memory cell transistors M1i,
The drains of M2i, M3i,.
i, and connected to the nonvolatile memory cell transistor M1
The drains of (i + 1), M2 (i + 1), M3 (i + 1),... Are commonly connected to the bit line BLi + 1. Each of these bit lines BLi, BLi + 1... Is turned on by a Y decoder 13 which is a bit line selection circuit.
Connected to a write circuit 6 including a sense amplifier via transistors 8ni and 8n (i + 1) that are turned off,
Furthermore, it is connected to a power supply (not shown). The sources of the nonvolatile memory cell transistors M1i, M2i, M3i... Are commonly connected to a source line SLi, and the nonvolatile memory cell transistors M1 (i + 1), M2 (i + 1),
The sources of M3 (i + 1)... Are commonly the source line SLi
Connected to +1. These source lines SLi, SL
i + 1 is commonly grounded.

【0014】このように構成されたメモルセルアレイ1
1に対して更に冗長セルで構成される冗長セルアレイ1
3が併設される。この冗長セルアレイ13は以下に詳細
に説明するようにセルアレイ11のベリファイに用いる
ことから、以下の説明ではベリファイセルカラム13と
称する。このベリファイセルカラム13は夫々のワード
ラインWLi,WLi+1,WLi+2、…に対応して
1個ずつ設けられた冗長セル、すなわちベリファイセル
トランジスタMv1,Mv2,Mv3…から構成され
る。これらのベリファイセルトランジスタMv1,Mv
2,Mv3…のコントロールゲートは夫々ワードライン
WLi,WLi+1,WLi+2、…に接続され、ドレ
インは共通にビットラインBLviを介してビットライ
ン選択回路12によりオン・オフ制御されるトランジス
タ8vのソースに接続される。さらに、このトランジス
タ8vを介してセンスアンプ14の一方の入力端子に接
続される。ベリファイセルトランジスタMv1,Mv
2,Mv3…のソースは共通に接地される。
The memory cell array 1 constructed as described above
1 and a redundant cell array 1 composed of redundant cells.
3 is added. Since the redundant cell array 13 is used for verifying the cell array 11 as described in detail below, it is referred to as a verify cell column 13 in the following description. The verify cell column 13 is composed of redundant cells, one for each word line WLi, WLi + 1, WLi + 2,..., That is, verify cell transistors Mv1, Mv2, Mv3,. These verify cell transistors Mv1 and Mv
, Mv3... Are respectively connected to word lines WLi, WLi + 1, WLi + 2,. Is done. Furthermore, it is connected to one input terminal of the sense amplifier 14 via the transistor 8v. Verify cell transistors Mv1, Mv
, Mv3... Are commonly grounded.

【0015】センスアンプ14の他方の入力端子にはレ
ベル調整回路17を介してリファレンスセル16からの
出力が供給される。このレベル調整回路17は後述する
ベリファイモード時にベリファイ制御回路18からの信
号で動作し、ベイファイセルカラム13からの信号との
比較のためにリファレンスセル16からの出力のレベル
を適切な値に調整してセンスアンプ14に供給するため
のものである。
An output from the reference cell 16 is supplied to the other input terminal of the sense amplifier 14 via a level adjusting circuit 17. The level adjusting circuit 17 operates with a signal from a verify control circuit 18 in a verify mode, which will be described later, and adjusts the level of the output from the reference cell 16 to an appropriate value for comparison with the signal from the bay cell column 13. And supplies the data to the sense amplifier 14.

【0016】この実施例では、上記のメモルセルアレイ
11およびベリファイセルカラム13を構成する不揮発
性メモリセルトランジスタM1i,…M3(i+1)お
よびベリファイセルトランジスタMv1,Mv2,Mv
3…はその付属回路素子とともに1個の半導体基板上に
形成される。特に、メモルセルアレイ11およびベリフ
ァイセルカラム13を構成する不揮発性メモリセルトラ
ンジスタM1i,…M3(i+1)およびベリファイセ
ルトランジスタMv1,Mv2,Mv3…はいずれも同
じ構成、寸法を有するから、同じ製造工程において同時
に形成される。また、リファレンスセル16も同時に形
成される。従って、そのメモリセルとしての特性は同じ
であり、情報の書き込み、消去時に与えられる電圧が同
じであればその書き込み、消去に要する時間もほぼ同じ
となる。別の見方をすれば、情報の書き込み、消去時に
メモルセルアレイ11に現れるしきい値の変化をベリフ
ァイセルカラム13に現れるしきい値の変化で代表させ
て検出することができる。このようにすれば各々のワー
ドラインに接続されたメモリセルトランジスタに対する
情報の書き込み、消去のベリファイを夫々1個のベリフ
ァイセルで代表して行うことができる。この実施例はこ
の点に注目してベリファイを行うものであり、詳細は次
に述べる。
In this embodiment, the nonvolatile memory cell transistors M1i,... M3 (i + 1) and the verify cell transistors Mv1, Mv2, Mv constituting the memory cell array 11 and the verify cell column 13 are described.
Are formed on one semiconductor substrate together with the attached circuit elements. In particular, the nonvolatile memory cell transistors M1i,... M3 (i + 1) and the verify cell transistors Mv1, Mv2, Mv3,... Which constitute the memory cell array 11 and the verify cell column 13 have the same configuration and dimensions. Formed at the same time. Further, a reference cell 16 is formed at the same time. Therefore, the characteristics of the memory cell are the same, and if the voltage applied at the time of writing and erasing information is the same, the time required for writing and erasing becomes almost the same. From another viewpoint, a change in the threshold value appearing in the memory cell array 11 at the time of writing or erasing information can be detected by representing the change in the threshold value appearing in the verify cell column 13. In this way, the verification of writing and erasing of information in the memory cell transistor connected to each word line can be performed by one verification cell as a representative. In this embodiment, verification is performed by paying attention to this point, and details will be described below.

【0017】図2は図1に示した不揮発性メモリセルト
ランジスタM1i,…M3(i+1)およびベリファイ
セルトランジスタMv1,Mv2,Mv3…への情報の
書き込みをファウラーノードハイムトンネル電流による
電子注入(F−N電子注入)によって行う場合に、ワー
ドライン電圧、ドレイン電圧、ソース電圧を一定とした
場合の書き込み特性分布および消去特性分布(しきい値
分布)を示す。
FIG. 2 shows that the writing of information into the nonvolatile memory cell transistors M1i,... M3 (i + 1) and verifying cell transistors Mv1, Mv2, Mv3. The graph shows a write characteristic distribution and an erase characteristic distribution (threshold distribution) when the word line voltage, the drain voltage, and the source voltage are kept constant in the case of performing N-electron injection.

【0018】図2において曲線Aは所定時間の電子注入
後のアレイセル11のしきい値分布を示し、カラム13
のベリファイセルのしきい値分布は曲線Aのほぼ中央に
位置する曲線Bで示される。この段階でベリファイモー
ドに切り替えて、ベリファイセルカラム13の出力に対
してリファレンスセル16の出力のレベルをレベル調整
回路17で増大させてセンスアンプ14に供給すること
によりセンス比を1より大きくすると、カラム13のベ
リファイセルのしきい値分布は曲線Aのほぼ中央の位置
から曲線Aの下側に示した曲線B´の位置に移動され
る。この結果、ベリファイセルの見掛けのしきい値分布
B´はアレイセル11のしきい値分布Aより低い位置と
なる。従って、このしきい値分布B´が検出できるよう
にリファレンスセル16の出力をレベル調整回路17で
調整すれば、カラム13のベリファイセルのしきい値分
布B´が検出できたところでアレイセル11のしきい値
がAで示されている位置に達している筈である。したが
って、ワードライン夫々について1個のベリファイセル
のベリファイを行うだけでそのワードラインを共有する
アレイセルすべての書き込みのベリファイができたこと
になる。即ち、これはページモードでベリファイを高速
に行うことを意味する。
In FIG. 2, a curve A shows a threshold distribution of the array cell 11 after electron injection for a predetermined time.
The threshold distribution of the verify cell is shown by a curve B located substantially at the center of the curve A. At this stage, the mode is switched to the verify mode, and the level of the output of the reference cell 16 with respect to the output of the verify cell column 13 is increased by the level adjusting circuit 17 and supplied to the sense amplifier 14 so that the sense ratio becomes larger than 1. The threshold distribution of the verify cells in the column 13 is moved from a position substantially at the center of the curve A to a position of a curve B ′ shown below the curve A. As a result, the apparent threshold distribution B ′ of the verify cell is lower than the threshold distribution A of the array cell 11. Therefore, if the output of the reference cell 16 is adjusted by the level adjusting circuit 17 so that the threshold distribution B 'can be detected, when the threshold distribution B' of the verify cell in the column 13 is detected, the output of the array cell 11 is determined. The threshold should have reached the position indicated by A. Therefore, verifying only one verify cell for each word line has verified the writing of all the array cells sharing the word line. That is, this means that the verification is performed at high speed in the page mode.

【0019】図2において曲線Cは所定時間の電子引き
抜き後のアレイセル11のしきい値分布を示し、カラム
13のベリファイセルのしきい値分布は曲線Cのほぼ中
央に位置する曲線Dで示される。この段階でベリファイ
モードに切り替えて、ベリファイセルカラム13の出力
に対してリファレンスセル16の出力のレベルをレベル
調整回路17で減少させてセンスアンプ14に供給する
ことによりセンス比を1より小さくすると、カラム13
のベリファイセルのしきい値分布は曲線Cのほぼ中央の
位置から曲線Cの上側に示した曲線D´の位置に移動さ
れる。この結果、ベリファイセルの見掛けのしきい値分
布D´はアレイセル11のしきい値分布Cより高い位置
となる。従って、このしきい値分布D´が検出できるよ
うにリファレンスセル16の出力をレベル調整回路17
で調整すれば、カラム13のベリファイセルのしきい値
分布D´が検出できたところでアレイセル11のしきい
値がCで示されている位置に達している筈である。した
がって、ワードライン夫々について1個のベリファイセ
ルのベリファイを行うだけでそのワードラインを共有す
るアレイセルすべての消去のベリファイができたことに
なる。
In FIG. 2, a curve C shows a threshold distribution of the array cell 11 after electron extraction for a predetermined time, and a threshold distribution of a verify cell in the column 13 is shown by a curve D located substantially at the center of the curve C. . At this stage, the mode is switched to the verify mode, and the level of the output of the reference cell 16 with respect to the output of the verify cell column 13 is reduced by the level adjusting circuit 17 and supplied to the sense amplifier 14 so that the sense ratio becomes smaller than 1. Column 13
The threshold distribution of the verify cell is shifted from the substantially center position of the curve C to the position of the curve D 'shown above the curve C. As a result, the apparent threshold distribution D 'of the verify cell is higher than the threshold distribution C of the array cell 11. Therefore, the output of the reference cell 16 is adjusted by the level adjusting circuit 17 so that the threshold distribution D 'can be detected.
If the threshold value distribution D 'of the verify cell in the column 13 is detected, the threshold value of the array cell 11 should have reached the position indicated by C. Therefore, erasure of all the array cells sharing the word line can be verified only by verifying one verify cell for each word line.

【0020】なお、図1の実施例において、1個のセル
アレイ11に対して1個のベリファイセルカラム13が
形成された場合を例にとって説明したが、1本のワード
ラインに結合されるメモリセルアレイが複数個のセクタ
ーから成っている場合のように極めて多数のメモリセル
が結合されている場合でも、1個のベリファイセルで代
表してベリファイを行うことができることは勿論であ
る。
In the embodiment shown in FIG. 1, a case where one verify cell column 13 is formed for one cell array 11 has been described as an example, but a memory cell array coupled to one word line has been described. However, even when a very large number of memory cells are connected as in the case where the memory cell is composed of a plurality of sectors, it is needless to say that verification can be performed by one verify cell as a representative.

【0021】図3は図1の実施例をより具体化した場合
のブロック図を示す。ここで、図1と対応する部分は同
一または類似の参照符号を付し、異なる部分のみ説明す
る。図3において図1の回路と異なる部分は、図1の書
き込み回路6が入出力バッファ22およびデータラッチ
回路23として示されている点、レベル調整回路17と
してセンス比制御回路17aが用いられている点、セン
スアンプ14の出力が他の入出力バッファ21に供給さ
れている点、および、これらの入出力バッファ21、2
2およびベリファイ制御回路18が制御回路20の制御
下で動作する点である。
FIG. 3 is a block diagram showing a more specific embodiment of the embodiment shown in FIG. Here, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same or similar reference numerals, and only different parts will be described. 3 differs from the circuit of FIG. 1 in that the write circuit 6 of FIG. 1 is shown as an input / output buffer 22 and a data latch circuit 23, and a sense ratio control circuit 17a is used as a level adjustment circuit 17. Point, the point at which the output of the sense amplifier 14 is supplied to another input / output buffer 21,
2 and the verify control circuit 18 operates under the control of the control circuit 20.

【0022】図3において書き込みモード時には入出力
バッファ22からデータラッチ回路23にラッチされた
情報はYデコーダ12aでデコードされてビットライン
BLi,…BLi+nが選択され、Xデコーダ10によ
り走査されるワードライン毎に選択されたメモリセルに
書き込みが行われる。
In FIG. 3, in the write mode, the information latched by the data latch circuit 23 from the input / output buffer 22 is decoded by the Y decoder 12a to select the bit lines BLi,... BLi + n, and the word lines scanned by the X decoder 10. Writing is performed on the selected memory cell every time.

【0023】所定時間後にベリファイモードに切り替え
られると、CPU等の制御回路20からの制御信号によ
りベリファイ制御回路18が動作し、リファレンスセル
16の出力がセンス比制御回路17aで所定のレベルま
で増幅されてセンスアンプ14の一方の入力端子に供給
される。このセンスアンプ14の他方の入力端子にはY
デコーダ12aおよびデータラッチ回路23を介してベ
リファイセルカラム13の出力が供給され、両者の比較
が行われる。図2で説明したように、ベリファイセルカ
ラム13の出力が分布曲線B´の位置で検出されると、
セルアレイ11のしきい値が分布曲線Aの位置にあるこ
とが分かり、ベリファイが行われた事になる。情報消去
の場合も図1、図2で説明してあり、ここでは省略す
る。
When the mode is switched to the verify mode after a predetermined time, the verify control circuit 18 operates according to a control signal from the control circuit 20 such as a CPU, and the output of the reference cell 16 is amplified to a predetermined level by the sense ratio control circuit 17a. And supplied to one input terminal of the sense amplifier 14. The other input terminal of the sense amplifier 14 has Y
The output of the verify cell column 13 is supplied via the decoder 12a and the data latch circuit 23, and the two are compared. As described with reference to FIG. 2, when the output of the verify cell column 13 is detected at the position of the distribution curve B ′,
It can be seen that the threshold value of the cell array 11 is at the position of the distribution curve A, indicating that the verification has been performed. The case of information erasure has been described with reference to FIGS. 1 and 2 and is omitted here.

【0024】図4の実施例は図3の実施例を改良したも
ので、図3におけるセンス比制御回路17aを省略して
さらに回路構成を簡単にしてある。図4の実施例では、
ベリファイ回路18の出力でリファレンスセルトランジ
スタ16のゲートに制御信号を与えて、このリファレン
スセルトランジスタ16の出力レベルを直接調整するも
のである。他の構成、動作は図3の実施例と同じであ
り、説明は省略する。
The embodiment of FIG. 4 is an improvement of the embodiment of FIG. 3, and the circuit configuration is further simplified by omitting the sense ratio control circuit 17a in FIG. In the embodiment of FIG.
The output of the verify circuit 18 supplies a control signal to the gate of the reference cell transistor 16 to directly adjust the output level of the reference cell transistor 16. Other configurations and operations are the same as those of the embodiment of FIG. 3, and the description is omitted.

【0025】以上の各々の実施例はいずれもベリファイ
セルのベリファイだけでワードラインを共有するアレイ
セルのベリファイを行うことができるため、ベリファイ
時間を大幅に短縮できる。また、ベリファイセルカラム
13としてはメモリセルアレイの故障に備えて同時に形
成して設けられる冗長セルアレイの一部をそのまま用い
ることができるので、不揮発性メモリセルの通常の製造
プロセスで実現でき、またベリファイの為の回路構成も
簡単化できるので、製造コストの低減とチップサイズの
縮小も実現できる。
In each of the above embodiments, the verification of the array cells sharing the word line can be performed only by the verification of the verification cells, so that the verification time can be greatly reduced. Further, as the verify cell column 13, a part of the redundant cell array formed and provided simultaneously in preparation for a failure of the memory cell array can be used as it is, so that it can be realized by the normal manufacturing process of the nonvolatile memory cell. Therefore, the circuit configuration can be simplified, so that the manufacturing cost and the chip size can be reduced.

【0026】以上説明した実施例はいずれもメモリセ
ル、ベリファイセル、リファレンスセルの構成が同一
で、従ってそのしきい値特性も同じであるとしたが、さ
らにメモリセルとベリファイセルのしきい値特性が異な
っている場合にもこの発明を適用できる。この場合はセ
ンスアンプにおけるセンス比をそのしきい値に応じて変
化させ、あるいはセンス比を1に固定することでベリフ
ァイを行うことができる。例えば、図1に示した実施例
において、メモリセルM1i…M1(i+1)およびベ
リファイセルMv1…Mv3は図5及び図6に示したよ
うなEEPROM構造に形成されている。図5、図6に
は代表してメモリセルM1iおよびベリファイセルMv
1を示すが、他のセルも同様の構成を有する。これらの
メモリセルM1iおよびベリファイセルMv1は互いに
殆ど同一の構成を有するので、同一の部分は同一の参照
符号を付して一度に説明する。
In each of the embodiments described above, the configuration of the memory cell, the verify cell and the reference cell are the same, and the threshold characteristics thereof are the same. Further, the threshold characteristics of the memory cell and the verify cell are the same. The present invention can also be applied to cases where In this case, verification can be performed by changing the sense ratio of the sense amplifier according to the threshold value or by fixing the sense ratio to one. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the memory cells M1i to M1 (i + 1) and the verify cells Mv1 to Mv3 are formed in the EEPROM structure as shown in FIGS. 5 and 6, the memory cell M1i and the verify cell Mv are representatively shown.
1, the other cells have the same configuration. Since these memory cell M1i and verify cell Mv1 have almost the same configuration as each other, the same portions are denoted by the same reference numerals and will be described at once.

【0027】p型のシリコン基板30上にn型の不純物
イオンをドープして高濃度不純物拡散領域(n+1)と
してドレイン領域31およびソース領域32が形成され
ている。このドレイン領域31およびソース領域32を
含むシリコン基板30上にはトンネル酸化膜33が形成
されている。ドレイン領域31およびソース領域32間
のチャネル領域上であってこのトンネル酸化膜33上に
はポリシリコンからなるフローティングゲート34が形
成されている。フローティングゲート34以外のトンネ
ル酸化膜33上にはシリコン酸化膜からなるフィールド
酸化膜35が形成されている。
A drain region 31 and a source region 32 are formed on a p-type silicon substrate 30 as high-concentration impurity diffusion regions (n + 1) by doping n-type impurity ions. A tunnel oxide film 33 is formed on silicon substrate 30 including drain region 31 and source region 32. A floating gate 34 made of polysilicon is formed on the channel region between the drain region 31 and the source region 32 and on the tunnel oxide film 33. On the tunnel oxide film 33 other than the floating gate 34, a field oxide film 35 made of a silicon oxide film is formed.

【0028】フローティングゲート34の露出面を覆
い、フィールド酸化膜35の表面上であってドレイン領
域31およびソース領域32の上方まで覆うポリシリコ
ンからなるキャップ36が形成される。このキャップ3
6およびフィールド酸化膜35上にはさらにこのキャッ
プ36を含むフィールド酸化膜35の表面に酸化シリコ
ン/窒化シリコンが積層された構造を有する絶縁層とし
てのONO膜37が形成される。またこのONO膜37
上にはポリシリコンからなるコントロールゲート38が
形成されている。
A cap 36 made of polysilicon is formed to cover the exposed surface of the floating gate 34 and to cover the surface of the field oxide film 35 up to above the drain region 31 and the source region 32. This cap 3
On the field oxide film 6 and the field oxide film 35, an ONO film 37 as an insulating layer having a structure in which silicon oxide / silicon nitride is laminated on the surface of the field oxide film 35 including the cap 36 is formed. The ONO film 37
A control gate 38 made of polysilicon is formed thereon.

【0029】図5、図6のメモリセルM1iおよびベリ
ファイセルMv1ではキャップ36のディメンションが
異なっている。図5に示すメモリセルM1iではキャッ
プ36はドレイン領域31およびソース領域32が並ぶ
方向に沿った長さLx1とこのドレイン領域31および
ソース領域32が並ぶ方向に対して直交方向に沿った長
さLy1とを有し、Lx1×Ly1で表されるキャップ
面積S1を有している。 これに対して、図6に示すベ
リファイセルMv1ではドレイン領域31およびソース
領域32が並ぶ方向に沿った長さLx2とこのドレイン
領域31およびソース領域32が並ぶ方向に対して直交
方向に沿った長さLy2とを有し、Lx2×Ly2で表
されるキャップ面積S2を有している。従って、図5、
図6のメモリセルM1iおよびベリファイセルMv1の
キャップ36の面積S1,S2の間には、S1>S2の
関係がある。
The dimensions of the cap 36 are different between the memory cell M1i and the verify cell Mv1 in FIGS. In the memory cell M1i shown in FIG. 5, the cap 36 has a length Lx1 along the direction in which the drain region 31 and the source region 32 are arranged and a length Ly1 along a direction orthogonal to the direction in which the drain region 31 and the source region 32 are arranged. And a cap area S1 represented by Lx1 × Ly1. On the other hand, in the verify cell Mv1 shown in FIG. 6, the length Lx2 along the direction in which the drain region 31 and the source region 32 are arranged, and the length along the direction orthogonal to the direction in which the drain region 31 and the source region 32 are arranged. And a cap area S2 represented by Lx2 × Ly2. Therefore, FIG.
The relationship S1> S2 exists between the areas S1 and S2 of the caps 36 of the memory cell M1i and the verify cell Mv1 in FIG.

【0030】上述したような構造を有するメモリセルM
1i及びベリファイセルMv1では、ベリファイセルM
v1のゲートカップル比がメモリセルM1iのゲートカ
ップル比に比べて小さく設定されている。ゲートカップ
ル比は、チャネル領域及びフローティングゲート34間
のキャパシタンス及びフローテイングゲート34及びコ
ントロールゲート38間のキャパシタンスが大きいほど
大きくなる。
The memory cell M having the structure as described above
1i and verify cell Mv1, verify cell M
The gate couple ratio of v1 is set smaller than the gate couple ratio of the memory cell M1i. The gate couple ratio increases as the capacitance between the channel region and the floating gate 34 and the capacitance between the floating gate 34 and the control gate 38 increase.

【0031】図5及び図6に示されるメモリセルM1i
及びベリファイセルMv1においては、チャネル領域及
びフローテイングゲート34が対向する面積は、同一で
あることから、両者のチャネル領域及びフローテイング
ゲート34間のキャパシタンスは、等しい。これに対し
て、メモリセルM1i及びベリファイセルMv1におい
ては、フローテイングゲート34及びコントロールゲー
ト38が対向する面積S1、S2は、異なり、メモリセ
ルM1iの方がベリファイセルMv1に比べてフローテ
イングゲート34及びコント口一ルゲート38が対向す
る面積S1が大きく、従って、メモリセルM1iの方が
ベリフアイセルMv1に比べてフローテイングゲート3
4及びコントロールゲート38間のキャパシタンスが大
きくなる。 メモリセルM1iのゲートカップル比がベ
リファイセルMv1のゲートカップル比よりも大きくな
っている。上述のようにメモリセルM1iとは、異なる
ゲートカップル比を有するベリファイセルMv1を半導
体装置に組み込み、このベリファイセルMv1をベリフ
ァイするだけでこのベリファイセルMv1が接続された
ワードラインWLiのメモリセルM1i,M1(i+
1)をベリファイすることができる。
The memory cell M1i shown in FIGS. 5 and 6
In the verify cell Mv1, the area where the channel region and the floating gate 34 face each other is the same, so that the capacitance between the channel region and the floating gate 34 is equal. On the other hand, in the memory cell M1i and the verify cell Mv1, the areas S1 and S2 where the floating gate 34 and the control gate 38 face each other are different, and the memory cell M1i is different from the verify cell Mv1 in the floating gate 34. And the area S1 facing the control gate 38 is large. Therefore, the memory cell M1i is larger than the floating gate 3 in comparison with the verify eye cell Mv1.
4 and the control gate 38 have a large capacitance. The gate couple ratio of the memory cell M1i is larger than the gate couple ratio of the verify cell Mv1. As described above, the memory cell M1i is different from the memory cell M1i of the word line WLi to which the verify cell Mv1 is connected simply by incorporating the verify cell Mv1 having a different gate couple ratio into the semiconductor device and verifying the verify cell Mv1. M1 (i +
1) can be verified.

【0032】他のワードラインWLi+1、WLi+2
についても同様である。尚、上述したカップル比の異な
るセルは、単純には、セルのトンネル酸化膜部分の面積
とフローティングゲートの表面積を整調して形成するの
が最も簡便である。
The other word lines WLi + 1, WLi + 2
The same applies to. It is simplest to simply form cells having different couple ratios by adjusting the area of the tunnel oxide film portion of the cell and the surface area of the floating gate.

【0033】即ち、図5及び図6に示した構造におい
て、斜線で示したポリシリコンキャップ36をフォトマ
スク上の工夫でアレイセルよりベリファイセルでより短
くすれば、アレイセルよりベリファイセルの方がカップ
ル比の小さいセルとすることができることは明かであ
る。
That is, in the structure shown in FIGS. 5 and 6, if the polysilicon cap 36 indicated by oblique lines is made shorter by the verify mask on the photomask than by the array cell, the couple ratio of the verify cell is higher than that of the array cell. It is clear that the cell can be small.

【0034】前述のように、メモリセルへの書き込み或
いは消去は、ファウラーノ一ドハイムトンネル電流(以
下、F−N電流)或いは、ホットエレクトロン注入(以
下、HE注入)によって行われる。アレイメモリセルM
1iに比べてゲートカップル比の小さいベリファイセル
Mv1を準備し、各々のフローティングゲート34への
電子注人特性、フローティングゲート34からの電子引
き抜き特性及びフローテイングゲート34へのホットエ
レクトロンの電子注入特性を調べると図7(a)、
(b)及び(c)のようになる。
As described above, writing or erasing to a memory cell is performed by Fowler-Nordheim tunnel current (hereinafter, FN current) or hot electron injection (hereinafter, HE injection). Array memory cell M
1i, a verify cell Mv1 having a smaller gate couple ratio is prepared, and characteristics of electron injection into each floating gate 34, characteristics of extracting electrons from the floating gate 34, and characteristics of electron injection of hot electrons into the floating gate 34 are measured. When examined, FIG. 7 (a),
(B) and (c).

【0035】この図7(a)、(b)及び(c)から明
らかなようにF−N電流でもHE注入でも、カップル比
の大きいアレイセルの方がその閾値Vthの変化が速
く、所定時間経過後には、夫々閾値が異なっていること
判る。この性質を利用してベリファイセルMv1への情
報の書き込み、及びベリファイセルMv1からの消去を
ベリファイするだけで各ワードラインWLi、WLi+
1、WLi+2、・・・に接続されたメモリセルをベリ
ファイすることができる。
As is apparent from FIGS. 7A, 7B and 7C, the threshold value Vth of the array cell having a higher couple ratio changes more rapidly and the predetermined time elapses regardless of the FN current or the HE injection. Later, it can be seen that the thresholds are different. By utilizing this property, each word line WLi, WLi + can be written only by verifying the writing of information into the verify cell Mv1 and the erasure from the verify cell Mv1.
1, the memory cells connected to WLi + 2,... Can be verified.

【0036】まず、プログラムベリファイについて説明
する。始めに書き込み動作が実行される。即ち、ワード
ラインWLiが図1のXデコーダ10で選択されてワー
ドラインWLiに書き込み選択電圧が印加されるととも
に書き込みしたいメモリセルのビットラインBLi、B
Li+1・・・いずれかとベリファイセルMv1のビッ
トラインBLviに接続された選択用トランジスタ8
v,8n,8n(i+1)がYデコーダ12によって選
択され、ビットラインBLi,BLi+l・・・いずれ
かとビットラインBLviに書き込み電圧が印加され
る。
First, the program verify will be described. First, a write operation is performed. That is, the word line WLi is selected by the X decoder 10 in FIG. 1, a write selection voltage is applied to the word line WLi, and the bit lines BLi, B of the memory cell to be written are written.
Li + 1... And the selection transistor 8 connected to one of the verify cells Mv1 and the bit line BLvi
v, 8n, 8n (i + 1) are selected by the Y decoder 12, and a write voltage is applied to any one of the bit lines BLi, BLi + 1... and the bit line BLvi.

【0037】このようにして、書き込みしたいメモリセ
ルとベリファイセルMv1にデータ、例えば、データ”
1”が書き込まれる。この書き込み動作では、一定時間
の間、選択電圧及び書き込み電圧が印加されてメモリセ
ル及びベリファイセルMv1に夫々所定範囲の閾値が与
えられる。
In this manner, data, for example, data "" is stored in the memory cell to be written and the verify cell Mv1.
In this write operation, a select voltage and a write voltage are applied for a predetermined time, and a threshold value in a predetermined range is given to each of the memory cell and the verify cell Mv1.

【0038】この書き込み動作の後にベリファイ動作が
開始される。ベリファイ動作では、プログラムされたメ
モリセルが接続されたワードラインWLiのベリファイ
セルMv1がXデコーダ10によって選択され、ベリフ
ァイ電圧が印加される。このベリファイ電圧は、後に説
明するようにプログラムされたベリファイセルMv1の
閾値電圧に対応している。
After this write operation, a verify operation is started. In the verify operation, the verify cell Mv1 of the word line WLi to which the programmed memory cell is connected is selected by the X decoder 10, and a verify voltage is applied. This verify voltage corresponds to the threshold voltage of the verify cell Mv1 programmed as described later.

【0039】その後、ビットラインBLviに接続され
た選択用トランジスタ8vがYデコーダ12で選択され
る。従って、プログラムされたベリファイセルMv1か
らの出力がセンスアンプ14に供給される。このベリフ
ァイ動作の際には、リファレンスセル16もまたONさ
れることから、このリファレンスセル16から参照出力
がセンスアンプ14に供給される。センスアンプ14で
は、参照出力とベリファイセル4nからの出力がセンス
比1で比較される。
Thereafter, the selection transistor 8v connected to the bit line BLvi is selected by the Y decoder 12. Therefore, the output from the programmed verify cell Mv1 is supplied to the sense amplifier 14. At the time of this verify operation, since the reference cell 16 is also turned on, the reference output from the reference cell 16 is supplied to the sense amplifier 14. In the sense amplifier 14, the reference output and the output from the verify cell 4n are compared with a sense ratio of 1.

【0040】ここで、ベリファイセルMv1が正しくプ
ログラムされている場合には、例えば、参照出力のレベ
ルに比べてベリファイセルMv1からの出力のレベルが
大きく、センスアンブ14からは、正しくプログラムさ
れた旨を意味する出力”1”が出力される。また、ベリ
ファイセルMv1が正しくプログラムされていない場合
には、例えば、参照出力のレベルに比べてベリファイセ
ルMv1からの出力のレベルが小さく、センスアンプ1
4からは、正しくプログラムされていない旨を意味する
出力”0”が出力される。
Here, when the verify cell Mv1 is correctly programmed, for example, the level of the output from the verify cell Mv1 is higher than the level of the reference output, and the sense amplifier 14 informs that the program has been correctly performed. The output "1" meaning is output. If the verify cell Mv1 is not programmed correctly, for example, the level of the output from the verify cell Mv1 is lower than the level of the reference output, and the sense amplifier 1
4 outputs an output "0" which means that the program is not correctly performed.

【0041】このように繰り返しプログラム動作とベリ
ファイ動作が繰り返され、センスアンブ14から正しく
プログラムされた旨を意味する出力”1”が出力される
とプログラム動作が終了する。
As described above, the program operation and the verify operation are repeated, and when the output "1" indicating that the program has been correctly performed is output from the sense amplifier 14, the program operation ends.

【0042】消去ベリファイは、書き込みベリファイと
略同様に下記のように実行される。ここで、消去動作
は、共通ソースや共通ウエル毎に実行される。即ち、ワ
ードラインWLi、WLi+1、・・・に消去ゲート電
圧が印加されるとともに共通ウエル又は、共通ソースに
消去ウエル電圧又は消去電圧が印加され、或いは、共通
ウエル及び共通ソースに夫々消去ウエル電圧及び消去電
圧が印加される。
The erase verify is executed as described below in substantially the same manner as the write verify. Here, the erasing operation is performed for each common source and common well. That is, an erase gate voltage is applied to the word lines WLi, WLi + 1,... And an erase well voltage or an erase voltage is applied to a common well or a common source, or an erase well voltage and an erase well voltage are applied to a common well and a common source, respectively. An erase voltage is applied.

【0043】このようにして、メモリセル及びベリファ
イセルのデータが消去される。この消去動作では、一定
時間の間、選択電圧及び消去電圧が印加されてメモリセ
ル及びベリファイセルに夫々所定範囲の閾値が与えられ
る。この消去動作の後にベリファイ動作が開始される。
ベリファイ動作では、データが消去されたメモリセルが
結合されたワードラインに接続されたベリファイセルが
Xデコーダ10によって次々に選択され、ベリファイ電
圧が印加される。
In this manner, data in the memory cells and the verify cells are erased. In this erasing operation, a selection voltage and an erasing voltage are applied for a predetermined time, and a threshold value in a predetermined range is given to each of the memory cell and the verify cell. After this erase operation, a verify operation is started.
In the verify operation, the verify cells connected to the word lines to which the memory cells from which data has been erased are connected are sequentially selected by the X decoder 10, and a verify voltage is applied.

【0044】このベリファイ電圧は、後に説明するよう
に消去時のベリファイセルの閾値電圧に対応している。
ビットラインBLviに接続された選択用トランジスタ
8vがYデコーダ12で選択されると、消去されたベリ
ファイセルからの出力がセンスアンプ14に供給され
る。このベリファイ動作の際には、ONされているリフ
ァレンスセル16からの参照出力がセンス比1に設定さ
れたセンスアンプ14によってベリファイセルからの出
力と比較される。
This verify voltage corresponds to the threshold voltage of the verify cell at the time of erasing, as described later.
When the selection transistor 8v connected to the bit line BLvi is selected by the Y decoder 12, the output from the erased verify cell is supplied to the sense amplifier 14. At the time of this verify operation, the reference output from the ON reference cell 16 is compared with the output from the verify cell by the sense amplifier 14 set to the sense ratio 1.

【0045】ここで、ベリファイセルが正しく消去され
ている場合には、例えば、参照出力のレベルに比べてベ
リファイセルからの出力のレベルが小さく、センスアン
プ14からは、正しく消去された旨を意味する出力”
0”が出力される。また、ベリファイセルが消去されて
いない場合には、例えば、参照出力のレベルに比べてベ
リファイセルからの出力のレベルが大きく、センスアン
ブ14からは、正しく消去されていない旨を意味する出
力”1”が出力される。
Here, when the verify cell has been correctly erased, for example, it means that the level of the output from the verify cell is lower than the level of the reference output, and that the sense amplifier 14 has correctly erased the data. Output
When the verify cell is not erased, for example, the level of the output from the verify cell is higher than the level of the reference output, and it is not correctly erased from the sense amplifier 14. Is output.

【0046】このようにしてベリファイセルがすべて消
去されているか否かがベリファイされる。上述したよう
に、ベリファイセルをベリファイすることによってこの
ベリファイセルとワードラインWLiを共有するメモリ
セルのプログラム、或いは、消去がベリファイされる。
Thus, it is verified whether or not all the verify cells have been erased. As described above, by verifying the verify cell, the program or erase of the memory cell sharing the word line WLi with the verify cell is verified.

【0047】これは、下記のような理由に基づいてい
る。図8(a)は、多数のセルの閾値の分布を示し、横
軸は、セルの数に対応するセルカウントが示され、縦軸
には、しきい値電圧Vthが示されている。グラフA1
及びB1は、フローティングゲート34に電子を注入し
たある時点でのメモリセルM1i及びベリファイセルM
v1の閾値の分布を示している。
This is based on the following reasons. FIG. 8A shows the distribution of threshold values of a large number of cells. The horizontal axis shows the cell count corresponding to the number of cells, and the vertical axis shows the threshold voltage Vth. Graph A1
And B1 are a memory cell M1i and a verify cell M1 at a certain point when electrons are injected into the floating gate 34.
3 shows a distribution of threshold values of v1.

【0048】また、グラフA2及びB2は、フローティ
ングゲート34から電子を引き抜いたある時点でのメモ
リセルM1i及びベリファイセルMv1の閾値の分布を
示している。図7(a)及び図8(a)のグラフA1及
びB1から明らかなようにフローティングゲート34に
電子を注人した場合には、ベリファイセルMv1の閾値
がある値まで上がれば、カップル比がベリファイセルよ
り大きいメモリセルM1iでは、閾値変化がベリファイ
セルMv1よりも速い為より高い閾値レベルに達してい
る。
Graphs A2 and B2 show the distribution of the threshold values of the memory cell M1i and the verify cell Mv1 at a certain point when electrons are extracted from the floating gate 34. As is clear from the graphs A1 and B1 in FIGS. 7A and 8A, when electrons are injected into the floating gate 34, if the threshold value of the verify cell Mv1 rises to a certain value, the couple ratio is verified. In the memory cell M1i larger than the cell, the threshold change has reached a higher threshold level because the threshold change is faster than the verify cell Mv1.

【0049】従って、ベリファイセルMv1がその閾値
で導通するか否かを調べれば、ワードラインに結合され
た他の全てのメモリセルは、ベリファイセルMv1の閾
値よりも大きな閾値を有する所定の閾値を有しているこ
ととなり、このベリファイセルMv1に対応するメモリ
セルがその閾値で導通するか否かを調べる必要がないこ
ととなる。
Therefore, if it is determined whether or not the verify cell Mv1 conducts at the threshold value, all the other memory cells coupled to the word line will set a predetermined threshold value having a threshold value larger than the threshold value of the verify cell Mv1. This means that it is not necessary to check whether the memory cell corresponding to the verify cell Mv1 conducts at the threshold.

【0050】また、図7(b)及び図8(a)のグラフ
A2及びB2から明らかなようにフ口一ティングゲート
34から電子を引き抜いた場合には、ベリファイセルの
閾値がある値まで下がれば、カップル比がベリファイセ
ルより大きいアレイセルでは、閾値変化がベリファイセ
ルよりも速い為より低い閾値レベルに達している。従っ
て、ベリファイセルがその閾値で導通するか否かを調べ
れば、他のメモリセルはベリファイセルの閾値よりも小
さな閾値を有する所定の閾値を有していることとなり、
このベリファイセルに対応するメモリセルがその閾値で
導通するか否かを調べる必要がないこととなる。
Also, as is apparent from the graphs A2 and B2 in FIGS. 7B and 8A, when electrons are extracted from the opening gate 34, the threshold value of the verify cell drops to a certain value. For example, in an array cell in which the couple ratio is larger than the verify cell, the threshold change has reached a lower threshold level because the threshold change is faster than in the verify cell. Therefore, if it is checked whether or not the verify cell conducts at the threshold, the other memory cells have a predetermined threshold having a threshold smaller than the threshold of the verify cell,
It is not necessary to check whether the memory cell corresponding to the verify cell conducts at the threshold.

【0051】このような原理から、ワードラインWLn
を共有する複数のメモリセルに対して1個のベリファイ
セルを調べるだけでメモリセルのベリファイは保証され
ることとなる。ホットエレクトロンをフローティングゲ
ート34に注入する場合にあっても図8(a)のグラフ
A1及びB1に示したと同様な分布を示すことから、同
様にホットエレクトロンを注入してデータをメモリセル
に書き込む場合、或いは、消去する場合にあっても、単
にベリファイセルをベリファイするだけで多くのメモリ
セルをベリファイすることができる。
From such a principle, the word line WLn
Is verified only by examining one verify cell for a plurality of memory cells sharing the same. Even when hot electrons are injected into the floating gate 34, the distribution is similar to that shown in the graphs A1 and B1 of FIG. 8A. Alternatively, even when erasing, many memory cells can be verified simply by verifying the verify cells.

【0052】ここで、リファレンスセル16がアレイメ
モリセルと同型のセルに形成し、リファレンスセル16
のカップル比をアレイメモリセルのカップル比に等しく
した場合には、ベリファイセルとのオフセットを調整す
るためのセンスアンプ14のセンス比調整をTEGプロ
セスで調べ、図1ないし図4で説明した方法でベリファ
イできる。尚、リファレンスセル16もベリファイセル
と同型のセルとすると、その調整が容易となる。
Here, the reference cell 16 is formed as a cell of the same type as the array memory cell,
When the couple ratio of the array memory cell is made equal to the couple ratio of the array memory cell, the sense ratio adjustment of the sense amplifier 14 for adjusting the offset with the verify cell is checked by the TEG process, and the method described with reference to FIGS. Can be verified. If the reference cell 16 is also a cell of the same type as the verify cell, the adjustment becomes easy.

【0053】さて、以上から以下のような応用が可能と
なる。
From the above, the following applications are possible.

【0054】(1)アレイセルよりカップル比の大きい
ベリファイセルからなるビットラインを追加する。この
ベリファイセルは、オーバイレース(過消去)、オーバ
プログラムのチエック用に用いることができる。即ち、
図8(b)に示すようにベリファイセルとアレイセルの
閾値分布は、図8(a)とは異なっている。
(1) A bit line composed of a verify cell having a larger couple ratio than the array cell is added. This verify cell can be used for over-erasing (over-erasing) and over-program checking. That is,
As shown in FIG. 8B, the threshold distribution of the verify cell and the array cell is different from that of FIG.

【0055】即ち、フローティングゲート34に電子を
注入した場合におけるある時点でのメモリセル及びベリ
ファイセルの閾値の関係は、グラフC1及びD1から明
らかなようにメモリセルの閾値がある値まで上がれば、
カップル比がメモリセルより大きいベリファイセルで
は、閾値変化がメモリセルよりも速い為より高い閾値レ
ベルに達している。また、フローティングゲート34か
ら電子を引き抜いた場合におけるある時点でのメモリセ
ル及びベリファイセルの閾値の関係は、グラフC2及び
D2から明らかなようにメモリセルの閾値がある値まで
下がれば、カップル比がメモリセルより大きいベリファ
イセルでは、閾値変化がメモリセルよりも速い為より低
い閾値レベルに達している。
That is, the relationship between the threshold value of the memory cell and the threshold value of the verify cell at a certain time when electrons are injected into the floating gate 34 is such that the threshold value of the memory cell rises to a certain value as is clear from the graphs C1 and D1.
In a verify cell having a couple ratio larger than that of a memory cell, the threshold change has reached a higher threshold level because the threshold change is faster than that of the memory cell. When the electrons are extracted from the floating gate 34, the relationship between the threshold values of the memory cell and the verify cell at a certain point in time is, as is clear from the graphs C2 and D2, when the threshold value of the memory cell falls to a certain value. In a verify cell larger than a memory cell, the threshold change has reached a lower threshold level because the threshold change is faster than that of the memory cell.

【0056】この性質を利用して図1に示されるベリフ
ァイセルをアレイセルよりカップル比を大きくすること
によってベリファイセルをメモリセルのオーバイレース
及びオーバプログラムのチエックに用いることができ
る。
By utilizing this property to make the verify cell shown in FIG. 1 larger in couple ratio than the array cell, the verify cell can be used for over-race and over-programming of the memory cell.

【0057】(2)図1に示す回路においてメモリセル
が異なる閾値を有する第1及び第2メモリセルに分類さ
れ、これらの第1及び第2メモリセルの夫々よりもカッ
プル比の小さい第1及び第2ベリファイセルからなるビ
ットラインを2本以上付加することによって多値化メモ
リに対処することができる。ワードラインに印加する電
圧を変えて多値化メモリを作る場合、第1レベルを第1
ベリファイセルで、また、第2レベルを第2ベリファイ
セルでというふうにベリファイする。このとき、第1ベ
リファイセルと第2ベリファイセルのカップル比は、必
ずしも同じ必要はない。
(2) In the circuit shown in FIG. 1, the memory cells are classified into first and second memory cells having different threshold values, and the first and second memory cells have a smaller couple ratio than each of the first and second memory cells. By adding two or more bit lines composed of the second verify cells, it is possible to deal with a multilevel memory. When making a multi-level memory by changing the voltage applied to the word line, the first level is set to the first level.
The verify is performed by the verify cell, and the second level is verified by the second verify cell. At this time, the couple ratio of the first verify cell and the second verify cell does not necessarily need to be the same.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
ベリファイを速やかにかつ正確に行うことにより、結果
的に情報の書き込み或いは消去操作を簡単、迅速かつ正
確に行うことができる、ベリファイ機能、特にページモ
ードベリファイ機能を有する不揮発性記憶装置を提供す
ることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
To provide a non-volatile memory device having a verify function, particularly a page mode verify function, by which a verify or write operation can be performed easily, quickly and accurately by performing verify quickly and accurately. Can be.

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

【図1】この発明の一実施例のブロック図FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例の動作を説明するための線図FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 1;

【図3】この発明の他の実施例のブロック図FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of the present invention.

【図4】この発明の更に他の実施例のブロック図FIG. 4 is a block diagram of still another embodiment of the present invention.

【図5】この発明の更に他の実施例に含まれるメモリセ
ルの構成を示す断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a memory cell included in still another embodiment of the present invention.

【図6】この発明の更に他の実施例に含まれるベリファ
イセルの構成を示す断面図
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of a verify cell included in still another embodiment of the present invention.

【図7】図5、図6に示したセルを有する実施例の動作
を説明するための線図
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the embodiment having the cells shown in FIGS. 5 and 6;

【図8】図5、図6に示したセルを有する実施例の動作
を説明するための線図
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the embodiment having the cells shown in FIGS. 5 and 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

WLi,WLi+1,WLi+2、WLi+n…ワード
ライン BLi,BLi+1、BLi+n,BLv1…ビットラ
イン M1i〜M3(i+1)…メモリセル Mv1〜Mv3,Mvi〜Mvi+n…ベリファイセル 6…書き込み回路/センスアンプ 8v,8ni,8n(i+1)…スイッチトランジスタ 10…Xデコーダ 11…メモリセルアレイ 12、12a…Yデコーダ 13…ベリファイセルカラム 14…センスアンプ 16…リファレンスセル 17…レベル調整回路 17a…センス比制御回路 18…ベリファイ制御回路 20…制御回路 21、22…入出力バッファ 23…データラッチ回路 30…半導体基板 36…キャップ
WLi, WLi + 1, WLi + 2, WLi + n Word line BLi, BLi + 1, BLi + n, BLv1 Bit line M1i to M3 (i + 1) Memory cell Mv1 to Mv3, Mvi to Mvi + n Verify cell 8n (i + 1) ... switch transistor 10 ... X decoder 11 ... memory cell array 12, 12a ... Y decoder 13 ... verify cell column 14 ... sense amplifier 16 ... reference cell 17 ... level adjustment circuit 17a ... sense ratio control circuit 18 ... verify control circuit Reference Signs List 20 control circuit 21, 22 input / output buffer 23 data latch circuit 30 semiconductor substrate 36 cap

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行方向に複数本配列されたワードライン
と、 前記ワードラインと交差する列方向に複数本配列された
ビットラインと、 前記ワードラインとビットラインとの交点に夫々配置さ
れた複数の不揮発性メモリセルと、 前記ワードラインの夫々に前記複数の不揮発性メモリセ
ルと共通に接続されかつ複数の不揮発性メモリセルとほ
ぼ同一の書き込み消去特性を有する少なくとも1個のベ
リファイセルと、 参照信号を発生するリファレンスセルと、 書き込み消去時に選択されたワードラインに接続された
ベリファイセルの出力および前記リファレンスセルより
の参照信号を夫々異なる所定のセンス感度をもって検出
するセンス手段とを具備することを特徴とするベリファ
イ機能を有する不揮発性記憶装置。
1. A plurality of word lines arranged in a row direction, a plurality of bit lines arranged in a column direction intersecting with the word lines, and a plurality of bit lines arranged at intersections of the word lines and the bit lines. And at least one verify cell connected to each of the word lines in common with the plurality of nonvolatile memory cells and having substantially the same write / erase characteristics as the plurality of nonvolatile memory cells. A reference cell for generating a signal; and sense means for detecting an output of a verify cell connected to a word line selected at the time of writing / erasing and a reference signal from the reference cell with different predetermined sense sensitivities. A nonvolatile storage device having a verify function.
【請求項2】 前記ベリファイセルは前記不揮発性メモ
リセルの故障に備えて前記不揮発性メモリセルと同時に
形成される冗長セルアレイの一部であることを特徴とす
る請求項1に記載のベリファイ機能を有する不揮発性記
憶装置。
2. The verifying function according to claim 1, wherein the verifying cell is a part of a redundant cell array formed simultaneously with the non-volatile memory cell in preparation for a failure of the non-volatile memory cell. Nonvolatile storage device having the same.
【請求項3】 前記センス手段は、ベリファイ時に前記
ベリファイセルからの出力を前記センス手段に直接供給
する第1供給手段と、前記リファレンスセルよりの参照
信号のレベルを調整して前記センス手段に供給する第2
供給手段とを具備することを特徴とする請求項1に記載
のベリファイ機能を有する不揮発性記憶装置。
3. The sensing means includes: a first supply means for directly supplying an output from the verify cell to the sensing means at the time of verification; and a supply means for adjusting the level of a reference signal from the reference cell and supplying the output to the sensing means. Second
2. The nonvolatile memory device having a verify function according to claim 1, further comprising a supply unit.
【請求項4】 前記センス手段は、ベリファイ時に前記
ベリファイセルからの出力を前記センス手段に直接供給
する第1供給手段と、前記リファレンスセルの出力制御
端子に制御信号を供給して出力される前記参照信号のレ
ベルを調整して前記センス手段に供給する第2供給手段
とを具備することを特徴とする請求項1に記載のベリフ
ァイ機能を有する不揮発性記憶装置。
4. The sensing means comprises: a first supply means for directly supplying an output from the verify cell to the sense means at the time of verification; and a control signal supplied to an output control terminal of the reference cell for output. 2. The nonvolatile memory device having a verify function according to claim 1, further comprising: a second supply unit that adjusts a level of a reference signal and supplies the reference signal to the sense unit.
【請求項5】 前記ワードライン、ビットライン、メモ
リセル、ベリファイセル、リファレンスセル、センス手
段の各々は単一の半導体チップ上に形成され、前記リフ
ァレンスセルは前記メモリセルパターンとセンス手段パ
ターンとの間に配置されてなることを特徴とする請求項
1に記載のベリファイ機能を有する不揮発性記憶装置。
5. Each of said word line, bit line, memory cell, verify cell, reference cell, and sense means is formed on a single semiconductor chip, and said reference cell is formed of said memory cell pattern and sense means pattern. 2. The nonvolatile memory device having a verify function according to claim 1, wherein the nonvolatile memory device is arranged between the nonvolatile memory devices.
JP16611696A 1996-06-11 1996-06-26 Non-volatile storage device having verify function Withdrawn JPH1011990A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16611696A JPH1011990A (en) 1996-06-26 1996-06-26 Non-volatile storage device having verify function
PCT/JP1997/002006 WO2004090908A1 (en) 1996-06-11 1997-06-11 Nonvolatile memory having verifying function
US09/011,450 US5886927A (en) 1996-06-11 1997-06-11 Nonvolatile memory device with verify function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16611696A JPH1011990A (en) 1996-06-26 1996-06-26 Non-volatile storage device having verify function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1011990A true JPH1011990A (en) 1998-01-16

Family

ID=15825331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16611696A Withdrawn JPH1011990A (en) 1996-06-11 1996-06-26 Non-volatile storage device having verify function

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1011990A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367380A (en) * 2001-06-05 2002-12-20 Sony Corp Non-volatile semiconductor memory
JP2006228405A (en) * 2005-01-19 2006-08-31 Saifun Semiconductors Ltd Verification on partial erasure
JP2009163782A (en) * 2007-12-13 2009-07-23 Toshiba Corp Semiconductor memory
US8335114B2 (en) 2007-12-13 2012-12-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device capable of shortening erase time

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367380A (en) * 2001-06-05 2002-12-20 Sony Corp Non-volatile semiconductor memory
JP2006228405A (en) * 2005-01-19 2006-08-31 Saifun Semiconductors Ltd Verification on partial erasure
JP2009163782A (en) * 2007-12-13 2009-07-23 Toshiba Corp Semiconductor memory
US8335114B2 (en) 2007-12-13 2012-12-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device capable of shortening erase time
US8971130B2 (en) 2007-12-13 2015-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device capable of shortening erase time
US9595344B2 (en) 2007-12-13 2017-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device capable of shortening erase time
US10037812B2 (en) 2007-12-13 2018-07-31 Toshiba Memory Corporation Semiconductor memory device capable of shortening erase time
US10446247B2 (en) 2007-12-13 2019-10-15 Toshiba Memory Corporation Semiconductor memory device capable of shortening erase time
US11056202B2 (en) 2007-12-13 2021-07-06 Toshiba Memory Corporation Semiconductor memory device capable of shortening erase time
US11830559B2 (en) 2007-12-13 2023-11-28 Kioxia Corporation Semiconductor memory device capable of shortening erase time

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5886927A (en) Nonvolatile memory device with verify function
US6947326B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory and method of operating the same
JP5325913B2 (en) Nonvolatile flash memory
US6449188B1 (en) Low column leakage nor flash array-double cell implementation
US7558120B2 (en) Semiconductor integrated circuit device comprising MOS transistor having charge storage layer and method for testing semiconductor memory device
US7411825B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH1187658A (en) Memory cell and nonvolatile semiconductor storage device provided with the same
JP4091221B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US7728378B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device, manufacturing method thereof and method of programming information into the memory device
JPH117787A (en) Semiconductor memory device
KR20040076358A (en) semiconductor intergrated circuit having non-volatile memory cell transistor fabricated by volatile semiconductor memory process as fuse device
US6005805A (en) Nonvolatile semiconductor device with a verify function
WO2010007769A1 (en) Nonvolatile semiconductor memory element, nonvolatile semiconductor memory cell, and nonvolatile semiconductor memory device
JPH1011990A (en) Non-volatile storage device having verify function
US6272051B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device having a reference cell array
JP3538013B2 (en) Test cell for analyzing characteristics of flash EEPROM cell and method of analyzing characteristics of flash EEPROM cell using the same
JP4183290B2 (en) Nonvolatile semiconductor device having verify function
JPH07120716B2 (en) Semiconductor memory device
JPH06325582A (en) Non-volatile storage device
JPH1056091A (en) Nonvolatile semiconductor storage device
JPH09223780A (en) Nonvolatile semiconductor storage device
JP2010056518A (en) Nonvolatile semiconductor memory element and nonvolatile semiconductor memory device
JP3544222B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP2006185585A (en) Nonvolatile semiconductor device having verifying function
JP2005025800A (en) Semiconductor memory

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030902