JPH10261295A - Nonvolatile semiconductor memory and erasing method therefor - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory and erasing method therefor

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JPH10261295A
JPH10261295A JP574498A JP574498A JPH10261295A JP H10261295 A JPH10261295 A JP H10261295A JP 574498 A JP574498 A JP 574498A JP 574498 A JP574498 A JP 574498A JP H10261295 A JPH10261295 A JP H10261295A
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memory cell
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erasing
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Hiroto Nakai
弘人 中井
Kaoru Tokushige
芳 徳重
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an erase time from becoming longer with the increasing of the number of erasing by setting a read time based on the number of erasing stored in a number of erasing storage area. SOLUTION: In a NAND type flash memory 13, erasure blocks are selected by receiving the instruction inputted from the outside via an input-output circuit with a command resister 22 and by decoding it with a command detector to supply it to a control circuit and by inputting erasure addresses from the outside via the input-output circuit. Then, a read time is set based on the number of erasing stored in the number of erasing storage area. At this time, data of the number of erasing storage area of respective erasure blocks are transferred to a temporary storage part by a page reading operation. A time setting circuit 31 reads out a page by the value of the state flag retained in this circuit to set the read time. Then, the count value of a counter circuit 33 and the output of the time setting circuit 31 are compared in a comparator circuit 34 and when they coincide in the compared result, a completion signal is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電気的に書き込み及
び消去が可能な不揮発性半導体記憶装置及びその消去方
法に関する。
The present invention relates to an electrically writable and erasable nonvolatile semiconductor memory device and an erasing method therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フローティングゲート構造を有す
るセルトランジスタを用いた各種のフラッシュメモリが
提案されている。この種のフラッシュメモリでは、基板
とフローティングゲートとの間に10nm程度の薄い絶
縁膜を介在させ、この絶縁膜を介してフローティングゲ
ートに電子を注入したり引き抜いたりすることにより書
き込みと消去を行う。フラッシュメモリとしては、NO
R型とNAND型が既に開発されている。NAND型フ
ラッシュメモリは、NOR型に比べてメモリセルのサイ
ズを小さくすることができ、コストが安くなるという利
点を有している。また、NAND型フラッシュメモリ
は、書き込み時の書き込み電流が少ないため、数kビッ
トのメモリセルを同時に書き込むことが可能であり、書
き込みスピードが速いという特徴がある。上記NAND
型フラッシュメモリに関しては種々の文献が知られてい
るが、例えば本出願人によるU.S.P.5,297,
029には、読み出し、書き込み、及び消去等の基本動
作が記載されている。
2. Description of the Related Art In recent years, various flash memories using a cell transistor having a floating gate structure have been proposed. In this type of flash memory, a thin insulating film of about 10 nm is interposed between a substrate and a floating gate, and writing and erasing are performed by injecting and extracting electrons into and from the floating gate through the insulating film. NO for flash memory
R type and NAND type have already been developed. The NAND flash memory has the advantage that the size of the memory cell can be reduced as compared with the NOR flash memory, and the cost is reduced. In addition, since the NAND flash memory has a small write current at the time of writing, it can simultaneously write several k bits of memory cells, and has a feature that the write speed is high. The above NAND
Various documents are known regarding a flash memory of the type described in, for example, U.S. Pat. S. P. 5,297,
029 describes basic operations such as reading, writing, and erasing.

【0003】図10は、上述したNAND型フラッシュ
メモリにおけるメモリセルとその周辺の読み出し動作に
関係する回路部を概略的に示す回路図である。NAND
型フラッシュメモリでは、複数個のメモリセルMC1〜
MCnの電流通路が直列に接続され、この直列接続され
た電流通路のソース端とドレイン端にそれぞれソースセ
レクトゲート(選択トランジスタ)ST1とドレインセ
レクトゲート(選択トランジスタ)ST2が接続されて
それぞれが構成された複数のNAND束11を有してい
る。このNAND束11における電流通路のソース端は
電源Vssに、ドレイン端はビット線BLにそれぞれ接続
される。このビット線BLと電圧供給源VPRとの間に
は、信号SAでオン/オフ制御されるプリチャージトラ
ンジスタPTの電流通路が接続されている。また、上記
ビット線BLには、信号SBでオン/オフ制御されるト
ランジスタDTの電流通路の一端が接続され、このトラ
ンジスタDTの電流通路の他端はインバータINV1と
INV2とで構成されたセンスアンプレジスタ回路12
に接続されている。
FIG. 10 is a circuit diagram schematically showing a memory cell in the above-mentioned NAND type flash memory and a circuit section related to a read operation in the vicinity thereof. NAND
Type flash memory, a plurality of memory cells MC1 to MC1
The current paths of MCn are connected in series, and a source select gate (select transistor) ST1 and a drain select gate (select transistor) ST2 are connected to the source end and the drain end of the serially connected current paths, respectively. And a plurality of NAND bundles 11. The source end of the current path in the NAND bundle 11 is connected to the power supply Vss, and the drain end is connected to the bit line BL. Between the bit line BL and the voltage supply source VPR, a current path of a precharge transistor PT which is turned on / off by a signal SA is connected. One end of a current path of a transistor DT that is turned on / off by a signal SB is connected to the bit line BL. The other end of the current path of the transistor DT is connected to a sense amplifier composed of inverters INV1 and INV2. Register circuit 12
It is connected to the.

【0004】また、図示しないが、上記ビット線BLに
は複数のNAND束が行方向に接続され、また列方向に
は複数本のビット線が配置され、これら各々のビット線
に複数のNAND束が行方向に接続されている。そし
て、各ビット線には図10と同様にプリチャージトラン
ジスタPT、トランジスタDT及びセンスアンプレジス
タ回路12がそれぞれ接続されている。
Although not shown, a plurality of NAND bundles are connected to the bit line BL in the row direction, and a plurality of bit lines are arranged in the column direction. Are connected in the row direction. Then, a precharge transistor PT, a transistor DT, and a sense amplifier register circuit 12 are connected to each bit line as in FIG.

【0005】NAND束11内の各メモリセルMC1〜
MCnのコントロールゲートには、ビット線BLと直交
する方向に配置されたワード線WL1〜WLnが行毎に
接続されており、各選択トランジスタST1,ST2の
ゲートには、選択線SGS,SGDが行毎に接続されて
いる。これら選択線SGS,SGDに電源電圧Vccが印
加されることにより、選択トランジスタST1,ST2
がオン状態となり、列方向に配置されたNAND束の一
群が選択される。また、選択されたワード線WLm(m
は1〜nのどれか)には0V、NAND束の中の非選択
のワード線には電源電圧Vcc、換言すれば選択されたメ
モリセルのコントロールゲートに0V、非選択のメモリ
セルのコントロールゲートに電源電圧Vccがそれぞれ印
加される。これによって、選択されたメモリセルのしき
い値電圧が正の場合にはメモリセルが導通状態となり、
負の場合にはメモリセルが非導通状態となる。一方、非
選択のNAND束のメモリセルのコントロールゲート、
並びに非選択の選択トランジスタのゲートにはそれぞれ
0Vが供給される。
The memory cells MC1 to MC1 in the NAND bundle 11
Word lines WL1 to WLn arranged in a direction orthogonal to the bit lines BL are connected to the control gate of MCn for each row, and the selection lines SGS and SGD are connected to the gates of the selection transistors ST1 and ST2. Connected to each other. When the power supply voltage Vcc is applied to these select lines SGS, SGD, the select transistors ST1, ST2
Are turned on, and a group of NAND bundles arranged in the column direction is selected. Also, the selected word line WLm (m
Is any of 1 to n), the power supply voltage Vcc is applied to the unselected word lines in the NAND bundle, in other words, 0 V is applied to the control gate of the selected memory cell, and the control gate of the unselected memory cell. Are applied with a power supply voltage Vcc. Thus, when the threshold voltage of the selected memory cell is positive, the memory cell is turned on,
When negative, the memory cell is turned off. On the other hand, a control gate of a memory cell of a non-selected NAND bundle,
In addition, 0 V is supplied to the gates of the unselected selection transistors.

【0006】上記のような構成において、読み出し動作
は図11のタイミングチャートに示すように行われる。
まず、読み出し開始時(時刻t0)に信号SAが“H”
レベルとなり(このとき信号SBは“L”レベル)、プ
リチャージトランジスタPTがオン状態、トランジスタ
DTはオフ状態となり、ビット線BLが電圧供給源VP
Rでプリチャージされる。その後、時刻t1に信号SA
が“L”レベルとなってプリチャージトランジスタPT
がオフしてから、時刻t2に信号SBが“H”レベルと
なってトランジスタDTがオンするまでの期間に、選択
されたメモリセルのしきい値電圧に応じて(選択された
メモリセルが書き込み状態か消去状態かに応じて)ビッ
ト線BLの電位が変化する。時刻t2に信号SBが
“H”レベルとなると、トランジスタDTがオンしてビ
ット線BLとセンスアンプレジスタ回路12が接続さ
れ、ビット線BLの電位が増幅されてセンスアンプレジ
スタ回路12にラッチされる。
In the above configuration, the read operation is performed as shown in the timing chart of FIG.
First, at the start of reading (time t0), the signal SA becomes “H”.
(At this time, the signal SB is at the “L” level), the precharge transistor PT is turned on, the transistor DT is turned off, and the bit line BL is connected to the voltage supply source VP.
Precharged with R. Then, at time t1, the signal SA
Becomes "L" level and the precharge transistor PT
Is turned off at a time t2 until the signal SB goes to the “H” level and the transistor DT turns on, according to the threshold voltage of the selected memory cell (the selected memory cell The potential of the bit line BL changes (depending on the state or the erase state). When the signal SB becomes “H” level at time t2, the transistor DT is turned on, the bit line BL is connected to the sense amplifier register circuit 12, and the potential of the bit line BL is amplified and latched by the sense amplifier register circuit 12. .

【0007】選択されたメモリセルMCmのフローティ
ングゲートに電子が注入されていたとき(書き込み状
態)には、このメモリセルMCmのしきい値電圧が高く
なっており、メモリセルMCmはオフ状態を維持する。
従って、ビット線BLから選択されたNAND束を介し
て電源Vssには電流が流れず、ビット線BLの電位は低
下しない。これに対し、フローティングゲートから電子
が引き抜かれていたとき(消去状態)には、選択された
メモリセルMCmのしきい値電圧が低くなっているので
MCmはオン状態となる(このとき非選択のメモリセル
もオンしている)。従って、ビット線BLから選択され
たNAND束を介して電源Vssに電流が流れ、ビット線
BLの電位が低下する。上記ビット線BLの時刻t2に
おける電位は、センスアンプレジスタ回路12に供給さ
れ、選択されたメモリセルMCmの記憶データとしてラ
ッチされる。ここでは、上述したセンスアンプレジスタ
回路12にメモリセルMCmの記憶データがラッチされ
るまでの動作をページ読み出し動作と定義する。
When electrons are injected into the floating gate of the selected memory cell MCm (write state), the threshold voltage of the memory cell MCm is high, and the memory cell MCm is kept off. I do.
Therefore, no current flows to the power supply Vss via the NAND bundle selected from the bit line BL, and the potential of the bit line BL does not decrease. On the other hand, when electrons are extracted from the floating gate (erased state), the threshold voltage of the selected memory cell MCm is low, so that the memory cell MCm is turned on (at this time, the non-selected state). The memory cell is also on). Therefore, current flows from the bit line BL to the power supply Vss via the selected NAND bundle, and the potential of the bit line BL decreases. The potential of the bit line BL at time t2 is supplied to the sense amplifier register circuit 12 and latched as storage data of the selected memory cell MCm. Here, the operation until the data stored in the memory cell MCm is latched in the sense amplifier register circuit 12 is defined as a page read operation.

【0008】通常、各ビット線BLにはそれぞれセンス
アンプレジスタ回路12が接続され、16MビットのN
AND型EEPROMの場合には、約2000個のセン
スアンプレジスタ回路12が配置される。このセンスア
ンプレジスタ回路12に記憶されたメモリセルのデータ
を外部に読み出す動作はシリアル読み出し動作と呼ばれ
ており、センスアンプレジスタ回路12に接続されたカ
ラムゲートトランジスタ(図示せず)を選択的にオンす
ることにより、所定の番地のセンスアンプレジスタ回路
12の内容を外部に読み出すことができるようになって
いる。
Normally, a sense amplifier register circuit 12 is connected to each bit line BL, and a 16 Mbit N
In the case of an AND type EEPROM, about 2,000 sense amplifier register circuits 12 are arranged. The operation of reading out the data of the memory cells stored in the sense amplifier register circuit 12 to the outside is called a serial read operation, and selectively selects a column gate transistor (not shown) connected to the sense amplifier register circuit 12. When turned on, the contents of the sense amplifier register circuit 12 at a predetermined address can be read out to the outside.

【0009】ところで、上述したようなNAND型フラ
ッシュメモリにおいては、書き込みと消去動作を繰り返
すと、フローティングゲート下の絶縁膜中に電子がトラ
ップされ、消去後のメモリセルのしきい値電圧が浅くな
ってくる(0Vに近付いてくる)ことが知られている。
図12は、書き込み及び消去回数に対するメモリセルの
消去後におけるしきい値電圧の依存性を調べたものであ
る。図12によれば、書き込み及び消去回数が10万回
程度から消去動作後のメモリセルのしきい値電圧が上昇
して十分深く消去できなくなり、100万回程度になる
とその傾向が顕著になってくる。従って、もし、100
万回の書き込み及び消去後に10万回以下と同じレベル
のしきい値電圧まで消去しようとすると消去時間を長く
する必要がある。このため、従来のNAND型フラッシ
ュメモリでは、メモリセルの酸化膜の摩耗領域まで書き
込みと消去を繰り返すと消去時間が大幅に長くなり、実
際には100万回まで使用できないという問題があっ
た。
In the above-described NAND flash memory, when writing and erasing operations are repeated, electrons are trapped in the insulating film below the floating gate, and the threshold voltage of the erased memory cell becomes shallow. (Approaching 0 V).
FIG. 12 shows the dependence of the threshold voltage after erasing the memory cell on the number of times of writing and erasing. According to FIG. 12, the threshold voltage of the memory cell after the erasing operation increases from about 100,000 times of writing and erasing, and erasing cannot be performed sufficiently deeply. come. Therefore, if 100
To erase to the same threshold voltage as 100,000 times or less after writing and erasing a million times, it is necessary to lengthen the erasing time. For this reason, in the conventional NAND flash memory, when writing and erasing are repeated up to the wear region of the oxide film of the memory cell, there is a problem that the erasing time is greatly lengthened, and it cannot be used up to 1 million times in practice.

【0010】図13は、メモリセルの消去後のしきい値
電圧とページ読み出し時間との関係を示している。通
常、ビット線は数pF程度の容量を持っており、この容
量に蓄えられた電荷を放電するスピードで読み出し時間
は決定される。この放電スピードは消去状態のメモリセ
ルのしきい値電圧に依存する。よって、読み出しスピー
ドを遅く設定すれば、少ないセル電流でも数pFのビッ
ト線容量を放電することが可能であり、浅いしきい値電
圧のメモリセルでも消去状態と判定される。逆に読み出
しスピードを速く設定すると、ビット線容量の放電に大
きなセル電流が必要になり、消去状態とみなされるため
には、深いしきい値電圧が必要となる。
FIG. 13 shows the relationship between the threshold voltage after erasing a memory cell and the page read time. Normally, a bit line has a capacitance of about several pF, and the read time is determined by the speed at which electric charges stored in this capacitance are discharged. This discharge speed depends on the threshold voltage of the memory cell in the erased state. Therefore, if the read speed is set to be slow, it is possible to discharge the bit line capacitance of several pF even with a small cell current, and even a memory cell having a shallow threshold voltage is determined to be in the erased state. Conversely, if the read speed is set to be high, a large cell current is required for discharging the bit line capacitance, and a deep threshold voltage is required to be regarded as an erased state.

【0011】前述のように100万回の書き込みと消去
後であっても消去時間が長くならないようにするために
は、浅いしきい値電圧のメモリセルでも消去状態とみな
されるように、読み出し時間を長く設定すれば良い。し
かしながら、予め100万回の書き込みと消去後の浅い
しきい値電圧に合わせて読み出しスピードを遅くする
と、メモリチップに対するアクセス時間が長くなり、N
AND型フラッシュメモリのパフォーマンスが悪くなる
という問題があった。
As described above, in order to prevent the erasing time from becoming long even after one million writing and erasing operations, the reading time is set so that even a memory cell having a shallow threshold voltage is regarded as being in an erased state. Should be set longer. However, if the reading speed is reduced in advance in accordance with the shallow threshold voltage after one million times of writing and erasing, the access time to the memory chip becomes longer, and N
There is a problem that the performance of the AND type flash memory deteriorates.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の不
揮発性半導体記憶装置及びその消去方法は、書き込みと
消去動作を繰り返すと消去後のメモリセルのしきい値電
圧が浅くなり、消去時間が大幅に長くなるという問題が
あった。
As described above, in the conventional nonvolatile semiconductor memory device and its erasing method, when writing and erasing operations are repeated, the threshold voltage of the memory cell after erasing becomes shallower, and the erasing time becomes longer. There was a problem that it became significantly longer.

【0013】本発明の目的は、書き込みと消去動作の回
数に応じた最適な消去が行え、消去回数の増加に伴って
消去時間が長くなるのを抑制できる不揮発性半導体記憶
装置及びその消去方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device and an erasing method which can perform optimal erasing in accordance with the number of times of writing and erasing operations and can suppress the erasing time from being lengthened as the number of erasing operations increases. To provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。本発明の第1
局面に係る不揮発性半導体記憶装置は、電気的に書き込
み及び消去が可能、かつ複数のブロックに分割された複
数の不揮発性メモリセルと、前記複数のブロックに含ま
れる前記複数の不揮発性メモリセルをブロック毎に同時
に消去するブロック消去回路と、前記ブロック消去回路
により同時に消去される前記不揮発性メモリセルの消去
回数を記憶する消去回数記憶部と、前記不揮発性メモリ
セルの記憶データの読み出し時に、前記消去回数記憶部
に記憶された消去回数に基づいて読み出し時間を設定す
る読み出し時間設定回路とを具備することを特徴とす
る。本第1局面によれば、不揮発性半導体記憶装置が過
去に行った消去動作の回数を消去回数記憶部に記憶し、
この消去回数にしたがって読み出し時間設定回路で読み
出し時間を制御するので、不揮発性半導体記憶装置の書
き込み及び消去回数に応じて読み出し時間を設定でき、
消去時間が長くなるのを抑制できる。
According to the present invention, the following means have been taken in order to solve the above-mentioned problems. First of the present invention
A nonvolatile semiconductor memory device according to an aspect includes a plurality of nonvolatile memory cells that can be electrically written and erased, and is divided into a plurality of blocks, and the plurality of nonvolatile memory cells included in the plurality of blocks. A block erase circuit for simultaneously erasing each block, an erase count storage unit for storing the erase count of the nonvolatile memory cell simultaneously erased by the block erase circuit; and A read time setting circuit for setting a read time based on the number of times of erasure stored in the number of times of erasure storage section. According to the first aspect, the number of erase operations performed in the past by the nonvolatile semiconductor storage device is stored in the erase count storage unit,
Since the read time is controlled by the read time setting circuit according to the erase count, the read time can be set according to the write and erase counts of the nonvolatile semiconductor memory device.
It is possible to suppress the erasing time from being lengthened.

【0015】上記の第1局面に係る不揮発性半導体記憶
装置において、好ましい実施態様は以下の通りである。 (1)前記消去回数記憶部は、消去回数に応じてインク
リメントされる消去回数カウンタを備えること。 (2)前記読み出し時間設定回路は、前記消去回数記憶
部に記憶されている消去回数の増加に伴ってページ読み
出し時間を延長すること。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the first aspect, preferred embodiments are as follows. (1) The erasure count storage unit includes an erasure count counter that is incremented according to the erasure count. (2) The read time setting circuit extends the page read time with an increase in the number of times of erasure stored in the number of erasures storage section.

【0016】本発明の第2局面に係る不揮発性半導体記
憶装置は、電気的に書き込み及び消去が可能、かつ複数
のブロックに分割された複数の不揮発性メモリセルと、
前記複数のブロックに含まれる前記複数の不揮発性メモ
リセルをブロック毎に同時に消去するブロック消去回路
と、消去ベリファイ読み出しにおいて、前記消去ブロッ
クに含まれる全ての不揮発性メモリセルが十分消去され
たと判断されるまで繰り返される消去動作及びベリファ
イ動作の回数を記憶する消去ベリファイ回数記憶部と、
前記不揮発性メモリセルの記憶データの読み出し時に、
前記消去ベリファイ回数記憶部に記憶された消去動作と
ベリファイ動作の回数に基づいて読み出し時間を設定す
る読み出し時間設定回路とを具備することを特徴とす
る。本構成によれば、不揮発性メモリセルが十分消去さ
れたと判断されるまで繰り返される消去動作とベリファ
イ動作の回数を消去ベリファイ回数記憶部に記憶し、こ
の消去ベリファイ回数記憶部に記憶された消去動作とベ
リファイ動作の回数に基づいて読み出し時間設定回路で
読み出し時間を設定するので、消去に要する時間に応じ
て読み出し時間を設定でき、消去時間が長くなるのを抑
制できる。
A nonvolatile semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention comprises: a plurality of nonvolatile memory cells which can be electrically written and erased and are divided into a plurality of blocks;
In a block erase circuit for simultaneously erasing the plurality of nonvolatile memory cells included in the plurality of blocks for each block, and in erase verify read, it is determined that all the nonvolatile memory cells included in the erase block have been sufficiently erased. An erase verify count storage unit for storing the number of times of erase operation and verify operation repeated until
When reading storage data of the nonvolatile memory cell,
A read time setting circuit configured to set a read time based on the number of times of the erase operation and the number of verify operations stored in the erase verify number storage unit. According to this configuration, the number of times of the erasing operation and the verifying operation repeated until it is determined that the nonvolatile memory cell is sufficiently erased is stored in the erasing verifying number storage section, and the erasing operation stored in the erasing verifying number storage section is performed. Since the read time is set by the read time setting circuit based on the number of times of the verify operation, the read time can be set according to the time required for erasure, and the erasure time can be prevented from being lengthened.

【0017】本発明の第2局面に係る不揮発性半導体記
憶装置において、前記読み出し時間設定回路が、前記消
去ベリファイ回数記憶部に記憶されている消去回数の増
加に伴ってページ読み出し時間を延長することが好まし
い。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention, the read time setting circuit extends a page read time with an increase in the number of erases stored in the erase verify number storage unit. Is preferred.

【0018】本発明の第3局面に係る不揮発性半導体記
憶装置は、電気的に書き込み及び消去が可能、かつ複数
のブロックに分割された複数の不揮発性メモリセルと、
前記複数のブロック毎の消去回数を記憶する消去回数記
憶部と、前記メモリセルのデータをビット線を介してセ
ンスし、増幅するセンスアンプ回路と、前記センスアン
プ回路に接続され、前記消去回数記憶部に記憶された消
去回数に応じて所定値の電流を前記ビット線に供給する
電流供給回路とを備えたことを特徴とする。
A nonvolatile semiconductor memory device according to a third aspect of the present invention includes a plurality of nonvolatile memory cells which can be electrically written and erased and are divided into a plurality of blocks.
An erase count storage unit that stores the erase count for each of the plurality of blocks; a sense amplifier circuit that senses and amplifies data of the memory cell via a bit line; and a sense amplifier circuit that is connected to the sense amplifier circuit and stores the erase count. And a current supply circuit for supplying a current of a predetermined value to the bit line in accordance with the number of erases stored in the section.

【0019】本発明の第3局面に係る不揮発性半導体記
憶装置において、好ましい実施態様は、以下の通りであ
る。 (1)前記不揮発性メモリセルの記憶データの読み出し
時に、前記消去回数記憶部に記憶された消去回数に基づ
いて読み出し時間を設定する読み出し時間設定回路を更
に備えたこと。 (2)前記不揮発性メモリセルの記憶データの読み出し
時に、前記消去回数記憶部に記憶された消去回数に基づ
いて読み出し時間を設定する読み出し時間設定回路を更
に備えたこと。 (3)前記読み出し時間設定回路は、前記消去回数記憶
部に記憶されている消去回数の増加に伴ってページ読み
出し時間を延長すること。
Preferred embodiments of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third aspect of the present invention are as follows. (1) A read time setting circuit for setting a read time based on the number of times of erasure stored in the number of times of erasure storage when reading the storage data of the nonvolatile memory cell is further provided. (2) A read time setting circuit for setting a read time based on the number of times of erasure stored in the number of times of erasure storage when reading data stored in the nonvolatile memory cell is further provided. (3) The read time setting circuit extends the page read time with an increase in the number of times of erasure stored in the number of times of erasure storage section.

【0020】上記の第1から第3局面に係る不揮発性半
導体記憶装置において、好ましい実施態様は以下の通り
である。 (1)前記不揮発性メモリセルを行列状に配置してメモ
リセルアレイが構成され、前記メモリセルアレイは通常
のデータを記憶するデータ記憶領域とメモリセルが過去
に消去された回数に関係する所定の数値を記憶する消去
回数記憶領域とを備えること。メモリセルアレイの一部
に消去回数記憶領域を設けて消去回数を記憶しているの
で、回路規模の増大を抑制できる。 (2)各ブロック内の前記メモリセルが過去に消去され
た回数に関係する所定の数値を各ブロック毎に記憶する
こと。ブロック毎に消去回数を記憶するようにしたの
で、消去回数の多いブロックと少ないブロックとに合わ
せて、読み出し時間をブロック毎にきめ細かに制御でき
る。 (3)前記読み出し時間設定回路が、所定の時間の基本
パルスを発生するパルス発生回路と、このパルスの発生
回数をカウントするカウンタ回路と、このカウンタ回路
の出力と過去の消去回数に対応した所定の数とを比較
し、その比較結果が一致すれば読み出し終了信号を出力
し、一致しなければ、パルス発生回路から次の基本パル
スを発生させるための信号を出力する比較回路を備える
こと。 (5)前記読み出し時間設定回路が、前記消去回数記憶
部に記憶されている消去回数の増加に伴ってページ読み
出し時間を延長すること。不揮発性メモリセルが劣化し
始め、消去回数が多くなったときに、ページ読み出し時
間を延長しているので、消去時間が長くなるのを抑制で
きる。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the first to third aspects, preferred embodiments are as follows. (1) A memory cell array is formed by arranging the nonvolatile memory cells in a matrix, and the memory cell array has a data storage area for storing normal data and a predetermined numerical value related to the number of times the memory cell has been erased in the past. And an erasure count storage area for storing the Since the number of times of erasing is stored in a part of the memory cell array to store the number of times of erasing, an increase in circuit scale can be suppressed. (2) storing, for each block, a predetermined numerical value related to the number of times the memory cell in each block has been erased in the past; Since the number of erasures is stored for each block, the read time can be finely controlled for each block in accordance with the blocks having a large number of erasures and blocks having a small number of erasures. (3) The read time setting circuit generates a basic pulse for a predetermined time, a counter circuit for counting the number of generations of the pulse, and a predetermined circuit corresponding to the output of the counter circuit and the number of past erases. A comparison circuit that outputs a signal for generating the next basic pulse from the pulse generation circuit if the comparison results in a match, and outputs a read end signal if the comparison results match. (5) The read time setting circuit extends the page read time with an increase in the number of erases stored in the number of erases storage unit. When the nonvolatile memory cell starts to deteriorate and the number of times of erasure increases, the page reading time is extended, so that the erasing time can be suppressed from being lengthened.

【0021】発明の第4局面に係る不揮発性半導体記憶
装置は、電気的に書き込み及び消去が可能な不揮発性メ
モリセルが行列状に配置され、通常のデータを記憶する
データ記憶領域と過去に何回消去されたかを記憶する消
去回数記憶領域とを有するメモリセルアレイと、ロウア
ドレス信号が供給されるロウアドレスバッファと、この
ロウアドレスバッファの出力信号をデコードして上記メ
モリセルアレイにおける不揮発性メモリセルをページ毎
に選択するロウデコーダと、上記行デコーダによって選
択された不揮発性メモリセルからのページ読み出しデー
タを増幅してラッチするセンスアンプレジスタ回路と、
カラムアドレス信号が供給されるカラムアドレスバッフ
ァと、このカラムアドレスバッファの出力信号をデコー
ドして上記センスアンプレジスタ回路を制御するカラム
デコーダと、外部から入力された制御信号に基づいて上
記ロウデコーダ、カラムデコーダ、及びセンスアンプレ
ジスタ回路を制御する制御回路と、前記消去回数記憶領
域に記憶された消去回数に基づいて上記センスアンプレ
ジスタ回路のページ読み出し動作を制御する消去動作制
御回路とを具備することを特徴とする。不揮発性半導体
記憶装置が過去に行った消去動作の回数をメモリセルア
レイの一部に設けた消去回数記憶領域に記憶し、この消
去回数に従って消去動作制御回路でセンスアンプレジス
タ回路のページ読み出し時間を長くしているので、不揮
発性メモリセルが劣化し始め、消去回数が多くなっても
消去時間が長くなるのを抑制できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device in which electrically writable and erasable nonvolatile memory cells are arranged in rows and columns and a data storage area for storing normal data and a data storage area for storing data in the past. Memory cell array having an erase count storage area for storing whether or not erase has been performed, a row address buffer to which a row address signal is supplied, and decoding an output signal of the row address buffer to store nonvolatile memory cells in the memory cell array. A row decoder selected for each page; a sense amplifier register circuit for amplifying and latching page read data from the nonvolatile memory cell selected by the row decoder;
A column address buffer to which a column address signal is supplied, a column decoder that decodes an output signal of the column address buffer and controls the sense amplifier register circuit, and a row decoder and a column decoder based on a control signal input from the outside. A control circuit for controlling a decoder and a sense amplifier register circuit; and an erase operation control circuit for controlling a page read operation of the sense amplifier register circuit based on the erase count stored in the erase count storage area. Features. The number of erase operations performed in the past by the nonvolatile semiconductor memory device is stored in an erase count storage area provided in a part of the memory cell array, and the page read time of the sense amplifier register circuit is lengthened by the erase operation control circuit in accordance with the erase count. As a result, it is possible to prevent the nonvolatile memory cell from starting to deteriorate and the erasing time from being longer even if the number of erasures is increased.

【0022】また、上記の不揮発性半導体記憶装置にお
いて、電源電圧を昇圧して高電圧、中間電圧、及び書き
込み禁止ドレイン電圧を生成し、前記メモリセルアレイ
に供給する電圧生成回路を更に具備することが好まし
い。電圧生成回路を設けているので、チップ内部で種々
の動作に必要な電圧を生成できる。
Further, the above-mentioned nonvolatile semiconductor memory device may further include a voltage generating circuit for generating a high voltage, an intermediate voltage, and a write-protected drain voltage by boosting a power supply voltage and supplying the generated voltage to the memory cell array. preferable. Since the voltage generation circuit is provided, voltages necessary for various operations can be generated inside the chip.

【0023】発明の第5局面に係る不揮発性半導体記憶
装置は、電気的に書き込み及び消去が可能、かつ複数の
ブロックに分割された複数の不揮発性メモリセルと、消
去回路により同時に消去される前記不揮発性メモリセル
の消去回数に対応した所定の値を記憶する記憶手段と、
選択された不揮発性メモリセルの電流通路の一端が接続
されるビット線と、このビット線に読み出される前記不
揮発性メモリの記憶データを読み出すセンスアンプレジ
スタとを具備し、前記不揮発性メモリセルに記憶された
データ読み出し時に、まず前記回数記憶手段のデータを
読み出し、この読み出しデータに基づき前記ビット線の
データを前記センスアンプレジスタに読み出すタイミン
グを決定することを特徴とする。
In a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth aspect of the present invention, the nonvolatile semiconductor memory device can be electrically written and erased, and is erased simultaneously by a plurality of nonvolatile memory cells divided into a plurality of blocks and an erase circuit. Storage means for storing a predetermined value corresponding to the number of erasures of the nonvolatile memory cell;
The nonvolatile memory cell includes a bit line connected to one end of a current path of the selected nonvolatile memory cell, and a sense amplifier register for reading data stored in the nonvolatile memory read to the bit line. When reading the data, the data of the number storage means is read first, and the timing of reading the data of the bit line into the sense amplifier register is determined based on the read data.

【0024】不揮発性半導体記憶装置が過去に行った消
去動作の回数に対応した所定の値を記憶し、この所定値
に従って読み出し時間を制御するので、不揮発性半導体
記憶装置が所定の回数以上の書き込み及び消去動作を行
った場合に、読み出し時間を延長して消去時間が長くな
るのを防止できる。
The nonvolatile semiconductor memory stores a predetermined value corresponding to the number of erase operations performed in the past, and controls the read time in accordance with the predetermined value. In addition, when the erasing operation is performed, it is possible to prevent the erasing time from being lengthened by extending the reading time.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係
る不揮発性半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図
である。図1には、メモリセルアレイ13と、ロウデコ
ーダ14と、ロウアドレスバッファ15と、センスアン
プレジスタ回路16と、カラムデコーダ17と、カラム
アドレスバッファ18と、入出力回路19と、制御回路
20と、消去動作制御回路21と、コマンドレジスタ2
2と、コマンドデコーダ23と、電圧生成回路24とが
示されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a memory cell array 13, a row decoder 14, a row address buffer 15, a sense amplifier register circuit 16, a column decoder 17, a column address buffer 18, an input / output circuit 19, a control circuit 20, Erase operation control circuit 21 and command register 2
2, a command decoder 23, and a voltage generation circuit 24 are shown.

【0026】メモリセルアレイ13は、例えば電流通路
が直列に接続されたn個のメモリセルと、これら直列接
続された電流通路のソース端とドレイン端にそれぞれ設
けられたソースセレクトゲート,ドレインセレクトゲー
ト(選択トランジスタ)で1つのNAND束が形成さ
れ、このNAND束が行列状に配置されて構成されてい
る。
The memory cell array 13 includes, for example, n memory cells with current paths connected in series, and a source select gate and a drain select gate ( One NAND bundle is formed by the selection transistors), and the NAND bundle is arranged in a matrix.

【0027】ロウアドレスバッファ15には、上記入出
力回路19からロウアドレス信号(ページアドレス)R
Addが供給される。このロウアドレスバッファ15に取
り込まれたロウアドレス信号RAddはロウデコーダ14
でデコードされ、このデコード信号がワード線及び選択
線を介してメモリセルアレイ13に供給される。これに
よって、メモリセルアレイ13中の1つのNAND束、
及びこれらNAND束中の1行(1ページ)のメモリセ
ルが選択される。
The row address buffer 15 receives a row address signal (page address) R from the input / output circuit 19.
Add is supplied. The row address signal RAdd captured by the row address buffer 15 is
, And the decoded signal is supplied to the memory cell array 13 via the word line and the selection line. Thereby, one NAND bundle in the memory cell array 13
And the memory cells of one row (one page) in these NAND bundles are selected.

【0028】カラムアドレスバッファ18には、上記入
出力回路19からカラムアドレス信号CAddが供給され
る。このカラムアドレスバッファ18に取り込まれたカ
ラムアドレス信号CAddはカラムデコーダ17でデコー
ドされ、このデコード信号でセンスアンプレジスタ回路
16が駆動される。メモリセルアレイ13からビット線
を介してセンスアンプレジスタ回路16に読み出された
データは、入出力回路19を介してページ単位で出力さ
れる。
The column address buffer 18 is supplied with a column address signal CAdd from the input / output circuit 19. The column address signal CADd taken into the column address buffer 18 is decoded by the column decoder 17, and the decoded signal drives the sense amplifier register circuit 16. Data read from the memory cell array 13 to the sense amplifier register circuit 16 via the bit lines is output via the input / output circuit 19 in page units.

【0029】コマンドレジスタ22には入出力回路19
を介して外部から種々のコマンドが入力され、このコマ
ンドレジスタ22に取り込まれたコマンドがコマンドデ
コーダ23でデコードされて制御回路20に供給され
る。この制御回路20には外部から種々の制御信号が入
力されており、これら制御信号と上記コマンドデコーダ
23から供給されたコマンドとに基づいて、上記センス
アンプレジスタ回路16、ロウデコーダ14、カラムデ
コーダ17、電圧生成回路24等が制御される。
The command register 22 has an input / output circuit 19
Various commands are input from the outside through the command register 22, and the commands fetched into the command register 22 are decoded by the command decoder 23 and supplied to the control circuit 20. Various control signals are input to the control circuit 20 from the outside. Based on these control signals and the command supplied from the command decoder 23, the sense amplifier register circuit 16, the row decoder 14, the column decoder 17 , The voltage generation circuit 24 and the like are controlled.

【0030】電圧生成回路24は、電源電圧を昇圧して
高電圧VPP(約20V)、中間電圧VPI(約10V)、
及び書き込み禁止ドレイン電圧VDPI (約10V)を生
成し、チップ内部に供給する。
The voltage generation circuit 24 boosts the power supply voltage to increase the high voltage VPP (about 20 V), the intermediate voltage VPI (about 10 V),
And a write-inhibited drain voltage VDPI (about 10 V) is supplied to the inside of the chip.

【0031】本発明では、制御回路20に消去動作制御
回路21が設けられている。この消去動作制御回路21
は、消去回数カウンタで計数した消去回数に応じてセン
スアンプレジスタ回路16を制御することによりページ
読み出し時間を制御し、所定の回数以上の書き込み及び
消去動作を行うと、ページ読み出し時間を延長する。
In the present invention, the erase operation control circuit 21 is provided in the control circuit 20. This erase operation control circuit 21
Controls the page read time by controlling the sense amplifier register circuit 16 in accordance with the erase count counted by the erase counter, and extends the page read time when the write and erase operations are performed a predetermined number or more.

【0032】図2は、図1に示したメモリセルアレイ1
3の構成例を示すブロック図である。メモリセルアレイ
13は、データ記憶領域と消去回数記憶領域とを備えて
いる。データ記憶領域は、通常のデータを記憶する領域
でありN個のブロックに分割されている。消去回数記憶
領域は、上記データ記憶領域の対応する各ブロックが過
去に何回消去されたかを記憶する。
FIG. 2 shows the memory cell array 1 shown in FIG.
3 is a block diagram illustrating a configuration example of FIG. The memory cell array 13 has a data storage area and an erase count storage area. The data storage area is an area for storing normal data, and is divided into N blocks. The erase count storage area stores the number of times each block corresponding to the data storage area has been erased in the past.

【0033】図3は、図2における1つのブロックに着
目して詳細な構成例を示す回路図である。データ記憶領
域と消去回数記憶領域の基本的なメモリセル構成は通常
のNAND型フラッシュメモリと同じであり、記憶する
データが異なるだけである。すなわち、データ記憶領域
の各ビット線BL1,BL2,…にはそれぞれ、選択ト
ランジスタST1、メモリセルMC1〜MCn及び選択
トランジスタST2の電流通路が直列接続されて構成さ
れたNAND束26−1,26−2,…が接続されてい
る。また、消去回数記憶領域のビット線BLa,BLb
にも同様にそれぞれ、選択トランジスタST1、メモリ
セルMC1〜MCn及び選択トランジスタST2の電流
通路が直列接続されて構成されたNAND束26a,2
6bが接続されている。同一行に配置された上記各選択
トランジスタST1のゲートには選択線SGSが接続さ
れ、同一行に配置された上記各メモリセルMC1〜MC
nのコントロールゲートにはワード線WL1〜WLnが
接続され、同一行に配置された上記各選択トランジスタ
ST2には選択線SGDが接続されている。そして、上
記選択線SGS、ワード線WL1〜WLn及び選択線S
GDはそれぞれ、ロウデコーダ14によって駆動され
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration example focusing on one block in FIG. The basic memory cell configuration of the data storage area and the erasure count storage area is the same as that of a normal NAND flash memory, and only the data to be stored is different. That is, the NAND bundles 26-1, 26 and 26 are formed by connecting the current paths of the selection transistor ST1, the memory cells MC1 to MCn and the selection transistor ST2 in series to each bit line BL1, BL2,. 2,... Are connected. Also, the bit lines BLa, BLb in the erase count storage area
Similarly, the NAND bundles 26a and 26 each formed by connecting the current paths of the select transistor ST1, the memory cells MC1 to MCn and the select transistor ST2 in series are connected in series.
6b is connected. A selection line SGS is connected to the gate of each of the selection transistors ST1 arranged in the same row, and the memory cells MC1 to MC arranged in the same row are connected.
Word lines WL1 to WLn are connected to n control gates, and a select line SGD is connected to each of the select transistors ST2 arranged in the same row. The selection line SGS, the word lines WL1 to WLn, and the selection line S
Each of the GDs is driven by a row decoder 14.

【0034】上記各ビット線BL1,BL2,…、BL
a,BLbにはそれぞれ、インバータINV1とINV
2とからなるセンスアンプレジスタ回路16−1,16
−2,…、16a,16bが接続されている。上記消去
回数記憶領域のセンスアンプレジスタ回路16a,16
bの出力は消去動作制御回路21に供給される。この消
去動作制御回路21は、一時記憶部27、データ入力制
御回路28及びフラグデータ変換回路29から構成され
ている。一時記憶部27には、センスアンプレジスタ回
路16a,16bの出力が供給される。この一時記憶部
27の出力信号は、上記データ入力制御回路28に供給
される。データ入力制御回路28は、状態フラグのフラ
グデータを変換するフラグデータ変換回路29の出力信
号と、上記一時記憶部27の出力信号とに基づいてセン
スアンプレジスタ回路16を制御するもので、所定の回
数以上の書き込み及び消去動作を行うとページ読み出し
時間を延長するようになっている。
Each of the bit lines BL1, BL2,..., BL
a and BLb are respectively connected to the inverters INV1 and INV.
2 and sense amplifier register circuits 16-1 and 16
−2,..., 16a, 16b are connected. Sense amplifier register circuits 16a and 16 in the erase count storage area
The output of b is supplied to the erase operation control circuit 21. The erase operation control circuit 21 includes a temporary storage unit 27, a data input control circuit 28, and a flag data conversion circuit 29. The outputs of the sense amplifier register circuits 16a and 16b are supplied to the temporary storage unit 27. The output signal of the temporary storage unit 27 is supplied to the data input control circuit 28. The data input control circuit 28 controls the sense amplifier register circuit 16 based on the output signal of the flag data conversion circuit 29 for converting the flag data of the status flag and the output signal of the temporary storage unit 27. When the writing and erasing operations are performed more times, the page reading time is extended.

【0035】上記の第1の実施の形態では、メモリセル
アレイ13の1つのブロック内の消去回数記憶領域に2
つのNAND束を割り当てている。1つのNAND束が
16ビットのメモリセルにより構成されているとする
と、2NAND束の32ビットのうちの2ビットを読み
出し時間制御データ記憶用として割り当て、残りのうち
20ビットを消去回数記憶用に割り当てる。消去回数記
憶用の20ビットは消去する度に書き換えられ、この中
には消去回数が2進情報として記憶される。また読み出
し時間制御データ記憶用の2ビット(読み出し用2ビッ
ト)には、上記消去回数から算出される読み出し時間を
規定するためのフラグが記憶される。例えば図3に示し
た例では、読み出し用の2ビットにメモリセルMCaと
MCbを使用して4つの情報を記憶している。ブロック
消去回数が10万回までを状態1、10万回から30万
回までを状態2、30万回から100万回までを状態
3、100万回以上を状態4に割り当て、この状態1か
ら4までをメモリセルMCaとMCbのデータの状態に
対応づけることにより、消去回数を記憶している。
In the first embodiment, the number of erasures stored in one block of the memory cell array 13 is two.
One NAND bundle is allocated. Assuming that one NAND bundle is composed of 16-bit memory cells, two bits of the 32 bits of the two NAND bundles are allocated for storing read time control data, and the remaining 20 bits are allocated for storing the number of erase times. . The 20 bits for storing the number of times of erasing are rewritten each time erasing is performed. In this, the number of times of erasing is stored as binary information. Further, a flag for defining the read time calculated from the erase count is stored in the two bits for storing the read time control data (two bits for read). For example, in the example shown in FIG. 3, four pieces of information are stored using the memory cells MCa and MCb in two bits for reading. The state where the number of block erasures is 100,000 times is assigned to state 1, the state from 100,000 to 300,000 times is assigned to state 2, the state from 300,000 to 1,000,000 times is assigned to state 3, and the state of 1,000,000 or more is assigned to state 4. The number of erasures is stored by associating up to 4 with the data states of the memory cells MCa and MCb.

【0036】次に、このように構成された不揮発性半導
体記憶装置を使用して、消去回数を記憶する方法と読み
出し時の制御方法について説明する。図4は、ブロック
消去を行う場合の内部動作のシーケンスを示すフローチ
ャートである。通常、NAND型フラッシュメモリでは
外部から入出力回路19を介して入力されたコマンドを
コマンドレジスタ22で受け付け、コマンドデコーダ2
3でデコードして制御回路20に供給し(ステップA
1)、外部から入出力回路19を介して消去アドレスを
入力してそのロウアドレスをロウアドレスバッファ15
にラッチすることにより消去ブロックを選択する(ステ
ップA2)。選択されたブロックに記憶されている消去
回数の情報を読み出すため、まずページ読み出し動作を
行い、センスアンプレジスタ回路16a,16bに読み
出しデータをラッチする。この動作を繰り返して1ペー
ジ目からNページ目までの計32ビットデータを読み出
す。ページ読み出し情報は、この情報を一時的に記憶し
ておくための一時記憶部27に毎回転送され、消去動作
が終了するまでこの一次記憶部27に保持される。この
動作を消去ブロック分繰り返すことにより、各消去ブロ
ックの消去回数記憶領域のデータは、一時記憶部27に
全て転送される(ステップA3)。次に、NAND型フ
ラッシュの場合、高電圧パルスを5msec程度メモリ
セルに印加して消去を行う(ステップA4)。消去動作
後、選択されたブロック内の全てのメモリセルのしきい
値電圧が所定の負のしきい値電圧まで消去されたか否か
ベリファイモード動作でチェックする(ステップA
5)。もし、ベリファイの結果全てのメモリセルが所定
のしきい値電圧まで消去されていればフラグ信号が出力
され、ベリファイ動作は終了する。これに対し、消去不
十分のメモリセルがある場合には、ステップA4に戻っ
て再度消去動作が行われ、ベリファイを行って十分な消
去状態となるまで消去とベリファイが繰り返される。ベ
リファイの結果十分な消去状態になったことが検知され
ると、一時記憶部27に保持されている選択ブロックの
消去回数を1つインクリメントし(ステップA6)、消
去されたブロックの消去回数記憶領域に書き戻す消去回
数記憶動作が行われる(ステップA7)。この場合、消
去回数記憶用の20ビットには、1つインクリメントさ
れた消去回数情報が書き込まれ、読み出し用の2ビット
(メモリセルMCa,MCb)には消去回数に応じた状
態フラグが記憶される。図3に示すフラグデータ変換回
路は、この1つインクリメントされた消去回数記憶情報
に基づきフラグデータを生成する回路で、フラグデータ
変換回路29の出力データと、1つインクリメントされ
た消去回数情報がデータ入力制御回路28に入力され
る。データ入力制御回路28の出力データに基づき、消
去回数記憶領域のセンスアンプレジスタのデータがセッ
トされ、消去回数及び読み出し時間制御データが消去回
数記憶領域に記憶される。
Next, a method of storing the number of times of erasing and a control method at the time of reading using the nonvolatile semiconductor memory device thus configured will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a sequence of an internal operation when performing block erasure. Normally, in the NAND flash memory, a command input from the outside via the input / output circuit 19 is received by the command register 22 and the command decoder 2
3 and supplies it to the control circuit 20 (step A
1) An erasing address is input from the outside via the input / output circuit 19, and the row address is input to the row address buffer 15.
(Step A2). In order to read the information on the number of times of erasure stored in the selected block, first, a page read operation is performed, and the read data is latched in the sense amplifier register circuits 16a and 16b. This operation is repeated to read a total of 32-bit data from the first page to the Nth page. The page read information is transferred each time to a temporary storage unit 27 for temporarily storing this information, and is held in the primary storage unit 27 until the erasing operation is completed. By repeating this operation for the number of erase blocks, the data in the erase count storage area of each erase block is all transferred to the temporary storage unit 27 (step A3). Next, in the case of a NAND flash, erasing is performed by applying a high voltage pulse to the memory cell for about 5 msec (step A4). After the erase operation, the verify mode operation checks whether or not the threshold voltages of all the memory cells in the selected block have been erased to a predetermined negative threshold voltage (step A).
5). If all memory cells have been erased to a predetermined threshold voltage as a result of the verification, a flag signal is output, and the verification operation ends. On the other hand, when there is a memory cell with insufficient erasure, the flow returns to step A4 to perform the erasing operation again, and the erasure and the verification are repeated until the verify operation is performed to obtain a sufficient erasure state. When it is detected that a sufficient erase state has been obtained as a result of the verification, the erase count of the selected block held in the temporary storage unit 27 is incremented by 1 (step A6), and the erase count storage area of the erased block is incremented. (Step A7). In this case, the incremented erasure count information is written in 20 bits for erasure count storage, and a status flag corresponding to the erasure count is stored in two readout bits (memory cells MCa and MCb). . The flag data conversion circuit shown in FIG. 3 is a circuit that generates flag data based on the one incremented erase count storage information. The output data of the flag data conversion circuit 29 and the one incremented erase count information are data. The signal is input to the input control circuit 28. Based on the output data of the data input control circuit 28, the data of the sense amplifier register in the erase count storage area is set, and the erase count and read time control data are stored in the erase count storage area.

【0037】次に、読み出しシーケンスを図5のフロー
チャートを参照して説明する。読み出しコマンドの入力
後(ステップB1)、読み出しを行いたいページアドレ
スが外部から入力される(ステップB2)。まず始め
に、このページアドレスが含まれるブロックのNページ
に記憶されている状態フラグのデータを読み出す(ステ
ップB3)。このメモリセルMCaとMCbに記憶され
ている状態フラグの値に基づきページ読み出し時間が決
定される(ステップB4)。たとえば状態フラグが
“1”の場合には消去回数は10万回以下であるため、
消去セルは所定のしきい値電圧Vthまで十分消去されて
おり、ページ読み出し時間はTrに設定する。状態フラ
グが2の場合には消去回数は30万回以下であるからペ
ージ読み出し時間を2倍の2Trに設定することによ
り、浅いしきい値電圧のメモリセルでも“1”データと
みなされるようにする。また状態フラグが3,4の場合
にはそれぞれ、ページ読み出し時間を5Tr,10Tr
に設定することにより、より浅いしきい値電圧のメモリ
セルでも“1”データとみなせるようになる。その後、
ステップB4で設定されたページ読み出し時間に基づい
てページ読み出し動作(ステップB5)、シリアル読み
出し動作(ステップB6)が行われる。
Next, the read sequence will be described with reference to the flowchart of FIG. After the input of the read command (step B1), a page address to be read is input from the outside (step B2). First, the status flag data stored in the N page of the block including the page address is read (step B3). The page read time is determined based on the values of the status flags stored in the memory cells MCa and MCb (step B4). For example, when the status flag is "1", the number of erasures is 100,000 or less.
The erased cell has been sufficiently erased to a predetermined threshold voltage Vth, and the page read time is set to Tr. When the status flag is 2, the number of erasures is 300,000 or less. Therefore, by setting the page read time to 2Tr, which is twice, the memory cell having a shallow threshold voltage can be regarded as "1" data. I do. When the status flags are 3 and 4, the page read time is set to 5Tr and 10Tr, respectively.
, Even a memory cell having a shallower threshold voltage can be regarded as “1” data. afterwards,
The page read operation (step B5) and the serial read operation (step B6) are performed based on the page read time set in step B4.

【0038】図6は上述した状態フラグの値に応じてペ
ージ読み出し時間を設定する回路の一つの構成例を示し
ており、図7は図6に示した回路における各信号のタイ
ミングチャートである。この回路は、各ブロックから読
み出された状態フラグが入力される時間制御回路31、
ページ読み出し開始信号Aが入力されるディレイ回路3
2、このディレイ回路32による遅延信号がカウンタイ
ンクリメント信号Bとして供給されるカウンタ回路3
3、及び上記時間制御回路31と上記カウンタ回路33
の出力信号とを比較し、上記ディレイ回路32のトリガ
信号Cまたはページ読み出し終了信号Dを出力する比較
回路34から構成されている。
FIG. 6 shows an example of the configuration of a circuit for setting the page read time in accordance with the value of the status flag described above. FIG. 7 is a timing chart of each signal in the circuit shown in FIG. This circuit includes a time control circuit 31 to which a status flag read from each block is input,
Delay circuit 3 to which page read start signal A is input
2. A counter circuit 3 to which a delay signal from the delay circuit 32 is supplied as a counter increment signal B.
3, the time control circuit 31 and the counter circuit 33
And outputs a trigger signal C of the delay circuit 32 or a page read end signal D.

【0039】ディレイ回路32は、ページ読み出し開始
信号Aによりトリガされて内部信号が高レベルとなり、
所定の時間Tr後にこの内部信号が低レベルになるよう
に構成されている。この内部信号が低レベルとなるのを
受けて、ディレイ回路32からカウンタインクリメント
信号(パルス信号)Bが出力される。この信号Bにより
カウンタ回路33の計数値がインクリメントされる。カ
ウンタ回路33からカウント回数が出力される。時間制
御回路31は、ステップB3で読み出され一時記憶部2
7に記憶された状態フラグの値によってページ読み出し
時間Trを制御するための数値を出力する回路であり、
状態フラグが“1”の場合は“1”を、状態フラグが
“2”の場合は“2”を、また状態フラグが3,4の場
合にはそれぞれ5,10を出力する。カウンタ回路33
のカウント出力とこの時間制御回路31の値とが比較回
路34により比較され、一致していなければ再度ディレ
イ回路32を起動させるためのトリガ信号Cが出力され
る。また、一致していればこの比較回路34からトリガ
信号Cの代わりにページ読み出し終了信号Dが出力され
てビット線のデータ読み出しが終了し、ビット線BLの
レベルがセンスアンプレジスタ回路16にラッチされ
る。例えば、図6に示すように、状態フラグNが4回の
場合には、カウンタ回路33の出力Mが10になった段
階でページ読み出し終了信号Dが出力される。
The delay circuit 32 is triggered by the page read start signal A, and the internal signal becomes high level.
The configuration is such that the internal signal goes low after a predetermined time Tr. In response to the low level of the internal signal, the delay circuit 32 outputs a counter increment signal (pulse signal) B. The count value of the counter circuit 33 is incremented by the signal B. The count number is output from the counter circuit 33. The time control circuit 31 reads out the temporary storage unit 2
7 is a circuit for outputting a numerical value for controlling the page read time Tr in accordance with the value of the status flag stored in 7
When the status flag is "1", "1" is output, when the status flag is "2", "2" is output, and when the status flag is 3, 4, 5, 10 is output. Counter circuit 33
And the value of the time control circuit 31 are compared by the comparison circuit 34. If they do not match, the trigger signal C for activating the delay circuit 32 is output again. If they match, a page read end signal D is output from the comparing circuit 34 instead of the trigger signal C, and the data reading of the bit line is completed. The level of the bit line BL is latched by the sense amplifier register circuit 16. You. For example, as shown in FIG. 6, when the status flag N is four, the page read end signal D is output when the output M of the counter circuit 33 becomes ten.

【0040】図8は、本発明の第2の実施の形態に係る
不揮発性半導体記憶装置及びその消去方法について説明
するためのもので、消去シーケンスを示すフローチャー
トである。本実施形態の構成は、第1の実施形態と同様
であるので、図示及び説明を省略する。
FIG. 8 is a flowchart for explaining a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention and a method for erasing the same, and is a flowchart showing an erase sequence. Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, illustration and description are omitted.

【0041】第1の実施の形態では消去回数記憶領域に
過去に行った消去回数を記憶してページ読み出し時間を
設定したのに対し、本第2の実施の形態では消去に要し
た時間(ブロック内の全てのメモリセルが完全消去にな
るまでの時間)をモニタすることでページ読み出し時間
を設定している。すなわち、コマンド入力後(ステップ
C1)、消去回数を一時的に記憶する内部カウンタに計
数値Nとして“1”をセットする(ステップC2)。そ
の後、消去ブロックのアドレスを入力して消去ブロック
を選択する(ステップC3)。所定の時間消去動作が行
われ(ステップC4)、その後全てのメモリセルが消去
されたかベリファイが行われる(ステップC5)。この
ベリファイ動作で、消去不十分のメモリセルが検知され
ると、内部カウンタが1つインクリメントされ(ステッ
プC6)、再消去が行われる。この消去及びベリファイ
動作は、全てのメモリセルが消去されるまで行われる。
ベリファイ動作で全てのメモリセルが消去されたと判断
されると、内部カウンタの計数値Nに基づく所定の値が
不揮発性の記憶部に記憶される(ステップC7)。この
不揮発性の記憶部としては、通常のデータ記憶領域に隣
接したメモリセルを使用しても良いし、またデータ記憶
領域以外の周辺回路内に不揮発性のメモリを配置して実
現しても良い。この所定の値は例えば以下のように設定
される。書き込みと消去回数が10万回よりも少なけれ
ば、1回の消去でメモリセルのしきい値電圧は十分深く
なるので、1回目のベリファイによって十分な消去状態
が検知され、内部カウンタの計数値Nは“1”を示す。
また書き込み及び消去の回数が10万回以上で30万回
より少なければ消去回数は2回必要となり、内部カウン
タの計数値Nは2を示す。さらに書き込み及び消去の回
数が30万回以上で100万回より少なければ、消去回
数は3回から5回程度必要となり、100万回以上では
消去回数は6回以上必要となる。このため計数値Nが
“1”の場合は、不揮発性の記憶部に“1”を記憶し、
“2”の場合は“2”を記憶する。またNが3から5の
場合は5を記憶し、6以上の場合は10を記憶する。読
み出し時にこの不揮発性の記憶部のデータを読み出し、
図6に示した時間制御回路31の出力信号の代わりにこ
の読み出しデータを与えることにより、ページ読み出し
時間をブロック毎の消去の回数に応じて設定できる。
In the first embodiment, the number of erasures performed in the past is stored in the erasure count storage area to set the page read time, whereas in the second embodiment, the time required for erasure (block (The time until all the memory cells in the memory cell are completely erased) is set to set the page read time. That is, after a command is input (step C1), "1" is set as a count value N in an internal counter that temporarily stores the number of erasures (step C2). Thereafter, the address of the erase block is input to select the erase block (step C3). An erase operation is performed for a predetermined time (step C4), and thereafter, verify is performed to determine whether all memory cells have been erased (step C5). In this verify operation, when an insufficiently erased memory cell is detected, the internal counter is incremented by one (step C6), and re-erase is performed. This erase and verify operation is performed until all the memory cells are erased.
If it is determined in the verify operation that all the memory cells have been erased, a predetermined value based on the count value N of the internal counter is stored in the nonvolatile storage unit (Step C7). As this nonvolatile storage unit, a memory cell adjacent to a normal data storage area may be used, or a nonvolatile memory may be provided in a peripheral circuit other than the data storage area to be realized. . This predetermined value is set, for example, as follows. If the number of times of writing and erasing is less than 100,000, the threshold voltage of the memory cell becomes sufficiently deep by one erasing. Therefore, a sufficient erasing state is detected by the first verification, and the count value N of the internal counter is determined. Indicates "1".
If the number of times of writing and erasing is 100,000 or more and less than 300,000, two times of erasing is required, and the count value N of the internal counter indicates 2. If the number of times of writing and erasing is 300,000 or more and less than 1 million, the number of times of erasing is required to be about 3 to 5 times. Therefore, when the count value N is “1”, “1” is stored in the nonvolatile storage unit,
In the case of "2", "2" is stored. When N is 3 to 5, 5 is stored, and when N is 6 or more, 10 is stored. At the time of reading, the data in the nonvolatile storage unit is read,
By providing this read data instead of the output signal of the time control circuit 31 shown in FIG. 6, the page read time can be set according to the number of erases for each block.

【0042】このような構成並びに消去方法では、消去
が行われた合計の回数は計数していないが、ブロック内
の全てのメモリセルが完全な消去状態になるまでに一定
の時間で何回の消去動作が行われたかを計数することに
よって、消去が行われた合計回数を予想できるので前述
した第1の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
In such a configuration and an erasing method, the total number of times of erasing is not counted, but how many times in a certain time until all the memory cells in the block are completely erased. By counting whether or not the erasing operation has been performed, the total number of erasing operations can be estimated, so that the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0043】図9に上記の第1及び第2の実施形態にお
いて、センス方式として電流検出型のセンス方式を採用
した場合の第3の実施形態に係る概略構成を示す。な
お、図9において、図10と同じ部分には、同じ符号を
付し、詳細な説明は省略する。
FIG. 9 shows a schematic configuration according to the third embodiment in which a current detection type sensing method is employed as the sensing method in the first and second embodiments. In FIG. 9, the same portions as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.

【0044】図9ではビット線とセンスノードAの間に
はゲートに所定の定電圧CVが供給されたnチャネルト
ランジスタNTが挿入されている。このトランジスタN
Tは、ノードAの増幅用トランジスタとして機能する。
また、ノードAにはnチャネルトランジスタPTがメモ
リセルに流れる電流を制御する負荷トランジスタとして
接続される。また、ノードAとセンスアンプレジスタ回
路12との間には、図10と同様にトランジスタDTが
接続されている。
In FIG. 9, an n-channel transistor NT having a gate supplied with a predetermined constant voltage CV is inserted between the bit line and the sense node A. This transistor N
T functions as an amplifying transistor at the node A.
Further, an n-channel transistor PT is connected to the node A as a load transistor for controlling a current flowing through the memory cell. Further, a transistor DT is connected between the node A and the sense amplifier register circuit 12, as in FIG.

【0045】従来ではプリチャージトランジスタPTの
オン・オフのみを制御していたが、本発明では、バイア
ス電圧設定回路17によって負荷トランジスタPTのゲ
ートに印加する電圧を変化させることによって、負荷ト
ランジスタPTに流れる電流を制御している。負荷トラ
ンジスタPTに流れる電流とメモリセルに流れる電流の
バランスによりノードAの電位が決定されるので、負荷
トランジスタPTに流れる電流を変化させてメモリセル
MCのしきい値の変化に対応することができる。
In the prior art, only on / off of the precharge transistor PT was controlled, but in the present invention, the voltage applied to the gate of the load transistor PT is changed by the bias voltage setting circuit 17 to control the load transistor PT. The flowing current is controlled. Since the potential of the node A is determined by the balance between the current flowing through the load transistor PT and the current flowing through the memory cell, the current flowing through the load transistor PT can be changed to cope with a change in the threshold value of the memory cell MC. .

【0046】例えば、負荷トランジスタPTのゲート電
圧を制御して負荷トランジスタPTに流れる電流をI2
に制御した場合、消去状態のメモリセルMCに流れる電
流I1がI2より多ければノードAの電位は低レベルと
なる。また逆にメモリセルMCにデータが書き込まれて
メモリセルMCに流れる電流I1がI2より小さくなれ
ばノードAの電位は高レベルとなる。この場合、負荷ト
ランジスタPTに流れる電流をできるだけ小さくすれば
メモリセルMCに流れる電流が小さくとも消去状態と判
定することが可能となる。ただし負荷トランジスタPT
の電流I2を小さく設定するとビット線BLの容量を充
電する時間も長くなるため、ぺ一ジ読み出し時間も長く
なる問題がある。
For example, by controlling the gate voltage of the load transistor PT, the current flowing through the load transistor
When the current I1 flowing through the memory cell MC in the erased state is larger than I2, the potential of the node A becomes low. Conversely, when data is written to the memory cell MC and the current I1 flowing through the memory cell MC becomes smaller than I2, the potential of the node A becomes high. In this case, if the current flowing through the load transistor PT is made as small as possible, the erased state can be determined even if the current flowing through the memory cell MC is small. However, load transistor PT
If the current I2 is set to be small, the time required to charge the capacitance of the bit line BL becomes longer, and the page read time becomes longer.

【0047】この問題を解決するため、本実施形態では
負荷トランジスタPTのゲート電圧を制御するバイアス
電圧設定回路17によるバイアス電圧を、書き込み/消
去回数の結果により制御している。バイアス電圧設定回
路17には、第1及び第2の実施形態に示す状態フラグ
のデータが入力され、バイアス電圧設定回路17はその
状態フラグのデータに基づいて負荷トランジスタPTの
ゲート電圧を変化させることによって、負荷トランジス
タPTの電流値I2を制御する。書き込み/消去回数が
少ないうちは負荷トランジスタPTの電流値I2は大き
めに設定されるが、書き込み/消去回数が所定の値以上
になると、負荷トランジスタPTの電流値I2は小さめ
に設定される。すなわち、バイアス電圧設定回路17に
よって、書き込み/消去回数が少ないうちは負荷トラン
ジスタPTの電流値I2が大きめに設定されるようにゲ
ート電圧が設定されるが、書き込み/消去回数が所定の
値以上になると、負荷トランジスタPTの電流値I2が
小さくなるようにゲート電圧が設定される。また、同時
に、ページ読み出し時間も第1、第2の実施形態と同様
に長く設定される。この結果書き込み/消去回数が増え
ても消去時間が延びる問題が解決される。
To solve this problem, in the present embodiment, the bias voltage by the bias voltage setting circuit 17 for controlling the gate voltage of the load transistor PT is controlled based on the result of the number of times of writing / erasing. The bias voltage setting circuit 17 receives the status flag data shown in the first and second embodiments, and the bias voltage setting circuit 17 changes the gate voltage of the load transistor PT based on the status flag data. Thereby, the current value I2 of the load transistor PT is controlled. While the number of times of writing / erasing is small, the current value I2 of the load transistor PT is set to be relatively large, but when the number of times of writing / erasing exceeds a predetermined value, the current value I2 of the load transistor PT is set to be small. That is, the gate voltage is set by the bias voltage setting circuit 17 so that the current value I2 of the load transistor PT is set to be relatively large while the number of times of writing / erasing is small. Then, the gate voltage is set such that the current value I2 of the load transistor PT decreases. At the same time, the page read time is set long as in the first and second embodiments. As a result, the problem that the erasing time is extended even if the number of writing / erasing increases is solved.

【0048】なお、上記の実施形態では、書き込み及び
消去の回数が30万回以下ではページ読み出し時間Tr
を2倍、また100万回以下では5倍、更に100万回
以上で10倍に設定した例について説明したが、実際に
はこの値はメモリセルの酸化膜厚、酸化膜質等により変
化するため、それぞれのデバイスで最適化することが好
ましい。
In the above embodiment, when the number of times of writing and erasing is 300,000 or less, the page reading time Tr
Is set to 2 times, 5 times for 1 million times or less, and 10 times for 1 million times or more. However, this value actually varies depending on the oxide film thickness, oxide film quality, etc. of the memory cell. It is preferable to optimize for each device.

【0049】上述したように、本発明によれば、不揮発
性メモリセルが劣化して十分消去できなくなっても消去
時間を短く抑えることが可能であり、不揮発性半導体記
憶装置の寿命を延ばすことができる。本発明は、上記の
発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の
要旨を変更しない範囲で種々変形して実施できるのは勿
論である。
As described above, according to the present invention, it is possible to shorten the erasing time even if the nonvolatile memory cell is deteriorated and cannot be sufficiently erased, thereby extending the life of the nonvolatile semiconductor memory device. it can. The present invention is not limited to the above embodiments of the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、書き込
みと消去動作の回数に応じた最適な消去が行え、消去回
数の増加に伴って消去時間が長くなるのを抑制できる不
揮発性半導体記憶装置及びその消去方法が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform optimal erasing in accordance with the number of times of writing and erasing operations, and to suppress the erasing time from being prolonged as the number of erasing operations increases. A storage device and a method for erasing the same are obtained.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る不揮発性半
導体記憶装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示したメモリセルアレイの構成例を示
すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a memory cell array shown in FIG. 1;

【図3】 図2における1つのブロックに着目して詳細
な構成例を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration example focusing on one block in FIG. 2;

【図4】 ブロック消去を行う場合の内部動作のシーケ
ンスを示すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing a sequence of an internal operation when performing block erasure;

【図5】 読み出しシーケンスを示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing a read sequence.

【図6】 状態フラグの値によりページ読み出し時間を
設定する回路の構成例を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a circuit for setting a page read time based on a value of a status flag.

【図7】 図6に示した回路における各信号のタイミン
グチャート。
FIG. 7 is a timing chart of each signal in the circuit shown in FIG. 6;

【図8】 本発明の第2の実施の形態に係る不揮発性半
導体記憶装置及びその消去方法について説明するための
もので、消去シーケンスを示すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart for explaining a nonvolatile semiconductor memory device and a method for erasing the same according to a second embodiment of the present invention, and showing an erase sequence.

【図9】 本発明の第1及び第2の実施形態において、
センス方式として電流検出型のセンス方式を採用した場
合の第3の実施形態の概略構成を示す図。
FIG. 9 In the first and second embodiments of the present invention,
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a third embodiment when a current detection type sensing method is adopted as a sensing method.

【図10】 NAND型フラッシュメモリにおけるメモ
リセルとその周辺の読み出し動作に関係する回路部を概
略的に示す回路図。
FIG. 10 is a circuit diagram schematically showing a memory cell in a NAND flash memory and a circuit portion related to a read operation in the periphery thereof;

【図11】 図10に示した回路における読み出し動作
を説明するためのタイミングチャート。
11 is a timing chart illustrating a read operation in the circuit illustrated in FIG.

【図12】 書き込み及び消去回数に対するメモリセル
の消去後におけるしきい値電圧の依存性を示す図。
FIG. 12 is a graph showing the dependence of the threshold voltage after erasing a memory cell on the number of times of writing and erasing.

【図13】 メモリセルの消去後のしきい値電圧とペー
ジ読み出し時間との関係を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a threshold voltage after erasing a memory cell and a page read time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13…メモリセルアレイ 14…ロウデコーダ 15…ロウアドレスバッファ 16…センスアンプレジスタ回路 16−1,16−2,16a,16b…センスアンプレ
ジスタ 17…カラムデコーダ 18…カラムアドレスバッファ 19…入出力回路 20…制御回路 21…消去動作制御回路 22…コマンドレジスタ 23…コマンドデコーダ 24…電圧生成回路 26−1,26−2,26a,26b…NAND束 27…一時記憶回路 28…データ入出力回路 29…フラグデータ変換回路 31…時間制御回路 32…ディレイ回路 33…カウンタ回路 34…比較回路 MC1〜MCn…メモリセル ST1,ST2…選択トランジスタ(セレクトゲートト
ランジスタ) WL1〜WLn…ワード線 SGS,SGD…選択線 BL1,BL2,BLa,BLb…ビット線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Memory cell array 14 ... Row decoder 15 ... Row address buffer 16 ... Sense amplifier register circuit 16-1, 16-2, 16a, 16b ... Sense amplifier register 17 ... Column decoder 18 ... Column address buffer 19 ... I / O circuit 20 ... Control circuit 21 Erase operation control circuit 22 Command register 23 Command decoder 24 Voltage generation circuit 26-1, 26-2, 26a, 26b NAND bundle 27 Temporary storage circuit 28 Data input / output circuit 29 Flag data Conversion circuit 31 Time control circuit 32 Delay circuit 33 Counter circuit 34 Comparison circuit MC1 to MCn Memory cells ST1, ST2 Selection transistors (select gate transistors) WL1 to WLn Word lines SGS, SGD Selection lines BL1, BL2, BLa , BLb ... bit line

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気的に書き込み及び消去が可能、かつ
複数のブロックに分割された複数の不揮発性メモリセル
と、 前記複数のブロックに含まれる前記複数の不揮発性メモ
リセルをブロック毎に同時に消去するブロック消去回路
と、 前記ブロック消去回路により同時に消去される前記不揮
発性メモリセルの消去回数を記憶する消去回数記憶部
と、 前記不揮発性メモリセルの記憶データの読み出し時に、
前記消去回数記憶部に記憶された消去回数に基づいて読
み出し時間を設定する読み出し時間設定回路と、を具備
することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of nonvolatile memory cells which are electrically writable and erasable and are divided into a plurality of blocks; and the plurality of nonvolatile memory cells included in the plurality of blocks are simultaneously erased for each block. A block erase circuit, an erase count storage unit that stores an erase count of the nonvolatile memory cell that is erased simultaneously by the block erase circuit, and when reading storage data of the nonvolatile memory cell,
A non-volatile semiconductor memory device, comprising: a read time setting circuit for setting a read time based on the number of erases stored in the erase number storage unit.
【請求項2】 請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
置において、前記消去回数記憶部は、消去回数に応じて
インクリメントされる消去回数カウンタを備えることを
特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said erase count storage unit includes an erase count counter that is incremented according to the erase count.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の不揮発性
半導体記憶装置において、前記読み出し時間設定回路
は、前記消去回数記憶部に記憶されている消去回数の増
加に伴ってページ読み出し時間を延長することを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said read time setting circuit sets a page read time as the number of erases stored in said erase number storage increases. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by being extended.
【請求項4】 電気的に書き込み及び消去が可能、かつ
複数のブロックに分割された複数の不揮発性メモリセル
と、 前記複数のブロックに含まれる前記複数の不揮発性メモ
リセルをブロック毎に同時に消去するブロック消去回路
と、 消去ベリファイ読み出しにおいて、前記消去ブロックに
含まれる全ての不揮発性メモリセルが十分消去されたと
判断されるまで繰り返される消去動作及びベリファイ動
作の回数を記憶する消去ベリファイ回数記憶部と、 前記不揮発性メモリセルの記憶データの読み出し時に、
前記消去ベリファイ回数記憶部に記憶された消去動作と
ベリファイ動作の回数に基づいて読み出し時間を設定す
る読み出し時間設定回路と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
4. A plurality of nonvolatile memory cells which can be electrically written and erased and are divided into a plurality of blocks, and wherein the plurality of nonvolatile memory cells included in the plurality of blocks are simultaneously erased for each block. A block erase circuit, and an erase verify number storage unit for storing the number of erase operations and verify operations repeated until it is determined that all the nonvolatile memory cells included in the erase block have been sufficiently erased in the erase verify read. When reading the storage data of the nonvolatile memory cell,
A non-volatile semiconductor memory device, comprising: a read time setting circuit that sets a read time based on the number of erase operations and the number of verify operations stored in the erase verify number storage unit.
【請求項5】 請求項4に記載の不揮発性半導体記憶装
置において、前記読み出し時間設定回路は、前記消去ベ
リファイ回数記憶部に記憶されている消去回数の増加に
伴ってページ読み出し時間を延長することを特徴とする
不揮発性半導体記憶装置。
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein said read time setting circuit extends a page read time with an increase in the number of erases stored in said erase verify number storage unit. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 電気的に書き込み及び消去が可能、か
つ複数のブロックに分割された複数の不揮発性メモリセ
ルと、 前記複数のブロック毎の消去回数を記憶する消去回数記
憶部と、 前記メモリセルのデータをビット線を介してセンスし、
増幅するセンスアンプ回路と、 前記センスアンプ回路に接続され、前記消去回数記憶部
に記憶された消去回数に応じて所定値の電流を前記ビッ
ト線に供給する電流供給回路と、を備えたことを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
6. A plurality of nonvolatile memory cells which are electrically writable and erasable and are divided into a plurality of blocks, an erasure count storage unit for storing an erasure count for each of the plurality of blocks, and the memory cell Sensed via the bit line,
A sense amplifier circuit that amplifies, and a current supply circuit that is connected to the sense amplifier circuit and supplies a current of a predetermined value to the bit line according to the number of times of erasing stored in the number of erasing times storage unit. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装
置において、前記不揮発性メモリセルの記憶データの読
み出し時に、前記消去回数記憶部に記憶された消去回数
に基づいて読み出し時間を設定する読み出し時間設定回
路を更に備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。
7. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein a read time is set based on the number of erasures stored in said number-of-erase-times storage unit when data stored in said non-volatile memory cell is read. A nonvolatile semiconductor memory device further comprising a time setting circuit.
【請求項8】 請求項7に記載の不揮発性半導体記憶装
置において、前記読み出し時間設定回路は、前記消去回
数記憶部に記憶されている消去回数の増加に伴ってペー
ジ読み出し時間を延長することを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
8. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein said read time setting circuit extends a page read time as the number of erases stored in said erase number storage increases. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項9】 請求項1から請求項8のいずれかに記載
の不揮発性半導体記憶装置において、前記不揮発性メモ
リセルを行列状に配置してメモリセルアレイが構成さ
れ、前記メモリセルアレイは通常のデータを記憶するデ
ータ記憶領域とメモリセルが過去に消去された回数に関
係する所定の数値を記憶する消去回数記憶領域とを備え
ることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
9. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said non-volatile memory cells are arranged in a matrix to form a memory cell array, and said memory cell array is configured to store normal data. A non-volatile semiconductor storage device, comprising: a data storage area for storing a memory cell number;
【請求項10】 請求項9に記載の不揮発性半導体記憶
装置において、各ブロック内の前記メモリセルが過去に
消去された回数に関係する所定の数値を各ブロック毎に
記憶することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein a predetermined numerical value related to the number of times the memory cell in each block has been erased in the past is stored for each block. Non-volatile semiconductor storage device.
【請求項11】 請求項1から請求項5又は請求項7か
ら請求項10のいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装
置において、前記読み出し時間設定回路は、所定の時間
の基本パルスを発生するパルス発生回路と、このパルス
の発生回数をカウントするカウンタ回路と、このカウン
タ回路の出力と過去の消去回数に対応した所定の数とを
比較し、その比較結果が一致すれば読み出し終了信号を
出力し、一致しなければ、パルス発生回路から次の基本
パルスを発生させるための信号を出力する比較回路を備
えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said read time setting circuit generates a basic pulse for a predetermined time. A generation circuit, a counter circuit that counts the number of times this pulse is generated, and a comparison between the output of this counter circuit and a predetermined number corresponding to the number of past erasures, and outputs a read end signal if the comparison results match. A comparison circuit that outputs a signal for generating the next basic pulse from the pulse generation circuit if they do not match.
【請求項12】 電気的に書き込み及び消去が可能な不
揮発性メモリセルが行列状に配置され、通常のデータを
記憶するデータ記憶領域と過去に何回消去されたかを記
憶する消去回数記憶領域とを有するメモリセルアレイ
と、 ロウアドレス信号が供給されるロウアドレスバッファ
と、 このロウアドレスバッファの出力信号をデコードして上
記メモリセルアレイにおける不揮発性メモリセルをペー
ジ毎に選択するロウデコーダと、 上記行デコーダによって選択された不揮発性メモリセル
からのページ読み出しデータを増幅してラッチするセン
スアンプレジスタ回路と、 カラムアドレス信号が供給されるカラムアドレスバッフ
ァと、 このカラムアドレスバッファの出力信号をデコードして
上記センスアンプレジスタ回路を制御するカラムデコー
ダと、外部から入力された制御信号に基づいて上記ロウ
デコーダ、カラムデコーダ、及びセンスアンプレジスタ
回路を制御する制御回路と、 前記消去回数記憶領域に記憶された消去回数に基づいて
上記センスアンプレジスタ回路のページ読み出し動作を
制御する消去動作制御回路と、を具備することを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
12. An electrically writable and erasable non-volatile memory cell is arranged in a matrix, and has a data storage area for storing normal data and an erasure count storage area for storing how many times data has been erased in the past. A row address buffer supplied with a row address signal; a row decoder for decoding an output signal of the row address buffer to select a nonvolatile memory cell in the memory cell array for each page; Amplifier circuit for amplifying and latching the page read data from the non-volatile memory cell selected by the above, a column address buffer to which a column address signal is supplied, and an output signal of the column address buffer to decode and sense Column decoder to control amplifier register circuit A control circuit for controlling the row decoder, the column decoder, and the sense amplifier register circuit based on a control signal input from the outside; and the sense amplifier register circuit based on the erase count stored in the erase count storage area. And a erase operation control circuit for controlling the page read operation of the nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項13】 電気的に書き込み及び消去が可能、か
つ複数のブロックに分割された複数の不揮発性メモリセ
ルと、 消去回路により同時に消去される前記不揮発性メモリセ
ルの消去回数に対応した所定の値を記憶する記憶手段
と、 選択された不揮発性メモリセルの電流通路の一端が接続
されるビット線と、 このビット線に読み出される前記不揮発性メモリの記憶
データを読み出すセンスアンプレジスタとを具備し、 前記不揮発性メモリセルに記憶されたデータ読み出し時
に、まず前記回数記憶手段のデータを読み出し、この読
み出しデータに基づき前記ビット線のデータを前記セン
スアンプレジスタに読み出すタイミングを決定すること
を特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
13. A plurality of nonvolatile memory cells which can be electrically written and erased and are divided into a plurality of blocks, and a predetermined number corresponding to the number of erasures of said nonvolatile memory cells simultaneously erased by an erase circuit. Storage means for storing a value, a bit line connected to one end of a current path of a selected nonvolatile memory cell, and a sense amplifier register for reading storage data of the nonvolatile memory read to the bit line. When reading the data stored in the nonvolatile memory cell, first, the data of the number-of-times storage means is read, and the timing of reading the data of the bit line to the sense amplifier register is determined based on the read data. Non-volatile semiconductor storage device.
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