JPH11126493A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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JPH11126493A
JPH11126493A JP28988097A JP28988097A JPH11126493A JP H11126493 A JPH11126493 A JP H11126493A JP 28988097 A JP28988097 A JP 28988097A JP 28988097 A JP28988097 A JP 28988097A JP H11126493 A JPH11126493 A JP H11126493A
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JP
Japan
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memory cell
data
floating gate
memory
cell
Prior art date
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Application number
JP28988097A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsumasa Kurihara
光政 栗原
Makoto Mogi
誠 茂木
Takashi Asami
隆 浅見
Katsumi Tachikawa
克己 舘川
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong the operating life of a memory cell for erasing the charge accumulated in a floating gate by using Fowler Nordheim tunnel current by lowering the judging level on whether 0 or 1 when the number of times of data rewriting exceeds a preset number of times. SOLUTION: By using the Fowler Nordheim tunnel current flowing from the control gate CG into the floating gate FG, the charge accumulated in the floating gate FG is extracted to erase data. A control gate core circuit 132 counts the number of times of data rewriting and when the count value exceeds a prescribed value, it stores this situation to the memory cell 101. At the time of the reading mode after this, the control core circuit 132 changes the cell current value Ir of the reference cell as the discrimination level which discriminates whether the memory cell in the write condition or the erase condition to a lower value. Thus, the operating life of the memory cell and the flash EEPROM using it is prolonged.

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、不揮発性半導体メ
モリに関し、詳しくは、フラッシュEEPROM等の浮
遊ゲートに蓄積された電荷(電子)をファウラー−ノル
ドハイム・トンネル電流を利用して消去することで、デ
ータの消去を行う不揮発性半導体メモリに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory, and more particularly, to erasing electric charges (electrons) accumulated in a floating gate of a flash EEPROM or the like by using a Fowler-Nordheim tunnel current. The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory for erasing data.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、FRAM(Ferro-electric Random
Access Memory)、EPROM(Erasable and Programma
ble Read Only Memory)、EEPROM(Electrical Era
sableand Programmable Read Only Memory)等の不揮発
性半導体メモリが注目されている。EPROMやEEP
ROMでは、浮遊ゲートに電荷を蓄積し、電荷の有無に
よるしきい値電圧の変化を制御ゲートによって検出する
ことでデータの記憶を行わせるようになっている。ま
た、EEPROMには、メモリチップ全体でデータの消
去を行うかあるいは、メモリセルアレイを任意のブロッ
クに分けてその各ブロック単位でデータの消去を行うフ
ラッシュEEPROMがある。
2. Description of the Related Art In recent years, FRAM (Ferro-electric Random
Access Memory), EPROM (Erasable and Programma)
ble Read Only Memory), EEPROM (Electrical Era)
2. Description of the Related Art Non-volatile semiconductor memories such as sable and programmable read only memories (DRAMs) have attracted attention. EPROM and EEP
In the ROM, data is stored by storing charge in a floating gate and detecting a change in threshold voltage due to the presence or absence of the charge by a control gate. The EEPROM includes a flash EEPROM that erases data in the entire memory chip or divides a memory cell array into arbitrary blocks and erases data in each block unit.

【0003】フラッシュEPROMを構成するメモリセ
ルは、スプリットゲート型とスタックトゲート型に大き
く分類される。 (スプリットゲート型)スプリットゲート型のフラッシ
ュEEPROMは、USP5029130(G11C 11/40)
に開示されている。
[0003] Memory cells constituting a flash EPROM are roughly classified into a split gate type and a stacked gate type. (Split gate type) A flash EEPROM of a split gate type is disclosed in USP 5,029,130 (G11C 11/40).
Is disclosed.

【0004】図3に、同公報に記載されているスプリッ
トゲート型メモリセル101の断面構造を示す。P型単
結晶シリコン基板102上にN型のソースS及びドレイ
ンDが形成されている。ソースSとドレインDに挟まれ
たチャネルCH上に第1の絶縁膜103を介して浮遊ゲ
ートFGが形成されている。浮遊ゲートFG上にトンネ
ル酸化膜としての第2の絶縁膜104を介して制御ゲー
トCGが形成されている。制御ゲートCGの一部は、第
1の絶縁膜103を介してチャネル上に配置され、選択
ゲート105を構成している。
FIG. 3 shows a sectional structure of a split gate type memory cell 101 described in the publication. An N-type source S and a drain D are formed on a P-type single crystal silicon substrate 102. A floating gate FG is formed on a channel CH sandwiched between a source S and a drain D via a first insulating film 103. A control gate CG is formed on the floating gate FG via a second insulating film 104 as a tunnel oxide film. A part of the control gate CG is arranged on the channel via the first insulating film 103, and forms a selection gate 105.

【0005】図4に、同公報に記載されているスプリッ
トゲート型メモリセル101を用いたフラッシュEEP
ROM121の全体構成を示す。メモリセルアレイ12
2は、複数のメモリセル101がマトリックス上に配置
されて構成されている。行(ロウ)方向に配列された各
メモリセル101の制御ゲートCGは、共通のワード線
WLa〜WLzに接続されている。列(カラム)方向に
配列された各メモリセル101のドレインDは、共通の
ビット線BLa〜BLに接続されている。全てのメモリ
セル101のソースSは共通ソース線SLに接続され、
その共通ソース線SLは接地されている。
FIG. 4 shows a flash EEP using a split gate type memory cell 101 described in the publication.
1 shows the overall configuration of a ROM 121. Memory cell array 12
Reference numeral 2 denotes a configuration in which a plurality of memory cells 101 are arranged on a matrix. The control gates CG of the memory cells 101 arranged in the row direction are connected to common word lines WLa to WLz. The drains D of the memory cells 101 arranged in the column direction are connected to common bit lines BLa to BL. The sources S of all the memory cells 101 are connected to a common source line SL,
The common source line SL is grounded.

【0006】各ワード線WLa〜WLzはロウデコ−ダ
123に接続され、各ビット線BLa〜BLzはカラム
デコーダ124に接続されている。外部から指定された
ロウアドレス及びカラムアドレスは、アドレスパッド1
25に入力される。そのロウアドレス及びカラムアドレ
スは、アドレスパッド125からアドレスバッファ12
6を介してアドレスラッチ127へ転送される。アドレ
スラッチ127でラッチされた各アドレスのうち、ロウ
アドレスはロウデコーダ123へ転送され、カラムアド
レスはカラムデコ−ダ124へ転送される。
Each word line WLa-WLz is connected to a row decoder 123, and each bit line BLa-BLz is connected to a column decoder 124. The row address and column address specified from outside are stored in the address pad 1
25. The row address and the column address are transmitted from the address pad 125 to the address buffer 12.
6 to the address latch 127. Of the addresses latched by the address latch 127, the row address is transferred to the row decoder 123, and the column address is transferred to the column decoder 124.

【0007】ロウデコ−ダ123は、そのロウアドレス
に対応した1本のワード線WLa〜WLzを選択し、後
記するように、その選択したワード線WLの電位を各動
作モードに対応して制御する。カラムデコ−ダ124
は、そのカラムアドレスに対応したビット線BLa〜B
Lzを選択し、後記するように、その選択したビット線
BLの電位を各動作モードに対応して制御する。
The row decoder 123 selects one word line WLa-WLz corresponding to the row address, and controls the potential of the selected word line WL according to each operation mode, as described later. . Column decoder 124
Are the bit lines BLa-BL corresponding to the column address.
Lz is selected, and the potential of the selected bit line BL is controlled according to each operation mode, as described later.

【0008】外部から指定されたデータは、データパッ
ド128に入力される。そのデータは、データパッド1
28から入力バッファ129を介してカラムデコ−ダ1
24へ転送される。カラムデコ−ダ124は、前記のよ
うに選択したビット線BLa〜BLzの電位を、そのデ
ータに対応して後記するように制御する。任意のメモリ
セル101から読み出されたデータは、ビット線BLa
〜BLzからカラムデコ−ダ124を介してセンスアン
プ群130へ転送される。センスアンプ群130は、数
個のセンスアンプ(図示略)から構成されている。カラ
ムデコ−ダ124は、選択したビット線BLa〜BLz
と各センスアンプとを接続する。後記するようにセンス
アンプ群130で判別されたデータは出力バッファ13
1からデータパッド128を介して外部へ出力される。
Data specified externally is input to data pad 128. The data is stored in data pad 1
28 through the input buffer 129, the column decoder 1
24. The column decoder 124 controls the potentials of the bit lines BLa to BLz selected as described above in accordance with the data, as described later. Data read from any memory cell 101 is stored in bit line BLa
BLBLz to the sense amplifier group 130 via the column decoder 124. The sense amplifier group 130 includes several sense amplifiers (not shown). The column decoder 124 is connected to the selected bit lines BLa to BLz.
And each sense amplifier. As will be described later, the data determined by the sense amplifier group 130 is output to the output buffer 13.
1 to the outside via the data pad 128.

【0009】尚、上記各回路(123,124,12
6,127,129,130,131)の動作は制御コ
ア回路132によって制御される。次に、フラッシュE
EPROM121の各動作モード(消去モード、書き込
みモード、読み出しモード)について説明する。尚、い
ずれの動作モードにおいても、共通ソース線SLの電位
はグランドレベル(=0V)に保持される。
The above circuits (123, 124, 12
6, 127, 129, 130, 131) are controlled by the control core circuit 132. Next, flash E
Each operation mode (erasing mode, writing mode, reading mode) of the EPROM 121 will be described. In any of the operation modes, the potential of the common source line SL is maintained at the ground level (= 0 V).

【0010】(a)消去モード 消去モードにおいて、全てのビット線BLa〜BLzの
電位はグランドレベルに保持される。選択されたワード
線WLmには、例えば14Vが供給され、それ以外のワ
ード線(非選択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜
WLzの電位はグランドレベルにされる。そのため、選
択されたワード線WLmに接続されている各メモリセル
101の制御ゲートCGは14Vに持ち上げられる。
(A) Erasing Mode In the erasing mode, the potentials of all the bit lines BLa to BLz are held at the ground level. For example, 14V is supplied to the selected word line WLm, and the other word lines (non-selected word lines) WLa to WLl and WLn to
The potential of WLz is set to the ground level. Therefore, the control gate CG of each memory cell 101 connected to the selected word line WLm is raised to 14V.

【0011】ところで、浮遊ゲートFGとドレインDの
間の静電容量と、制御ゲートCGと浮遊ゲートFGの間
の静電容量とを比べると、前者の方が圧倒的に大きい。
そのため、制御ゲートCGが14V、ドレインDが0V
の場合、制御ゲートCGと浮遊ゲートFGの間には高電
界が生じる。その結果、ファウラー−ノルドハイム・ト
ンネル電流(Fowler-Nordheim Tunnel Current、以下、
F−Nトンネル電流という。)が流れ、浮遊ゲートFG
の中の電子が制御ゲートCG側へ引き抜かれて(図3の
矢印A参照)、メモリセル101に記憶されたデータの
消去が行われる。
When the capacitance between the floating gate FG and the drain D is compared with the capacitance between the control gate CG and the floating gate FG, the former is overwhelmingly larger.
Therefore, the control gate CG is 14 V and the drain D is 0 V
In the case of, a high electric field is generated between the control gate CG and the floating gate FG. As a result, the Fowler-Nordheim Tunnel Current, hereinafter,
It is called FN tunnel current. ) Flows and the floating gate FG
Are extracted to the control gate CG side (see the arrow A in FIG. 3), and the data stored in the memory cell 101 is erased.

【0012】この消去動作は、選択されたワード線WL
mに接続されている全てのメモリセル101に対して行
われる。尚、複数のワード線WLa〜WLzを同時に選
択することにより、その各ワード線に接続されている全
てのメモリセル101に対して消去動作を行うこともで
きる。このように、メモリセルアレイ122を複数組の
ワード線WLa〜WLz毎の任意のブロックに分けてそ
の各ブロック単位でデータの消去を行う消去動作は、ブ
ロック消去と呼ばれる。
This erase operation is performed by selecting the selected word line WL.
This is performed for all the memory cells 101 connected to m. Note that by simultaneously selecting a plurality of word lines WLa to WLz, an erase operation can be performed on all the memory cells 101 connected to each word line. The erasing operation of dividing the memory cell array 122 into arbitrary blocks for each of a plurality of sets of word lines WLa to WLz and erasing data in each block is called block erasing.

【0013】(b)書き込みモード 書き込みモードにおいて、選択されたメモリセル101
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば1Vが供給され、それ以外のワード線(非選
択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電位
はグランドレベルにされる。選択されたメモリセル10
1のドレインDに接続されているビット線BLmには、
例えば12Vが供給され、それ以外のビット線(非選択
のビット線)BLa〜BLl,BLn〜BLzの電位は
グランドレベルにされる。
(B) Write mode In the write mode, the selected memory cell 101
For example, 1 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WLl and WLn to WLz are set to the ground level. Selected memory cell 10
1 bit line BLm connected to the drain D,
For example, 12 V is supplied, and the potentials of the other bit lines (non-selected bit lines) BLa to BLl and BLn to BLz are set to the ground level.

【0014】ところで、メモリセル101のしきい値電
圧Vthは例えば0.5Vである。従って、選択された
メモリセル101では、制御ゲートCGがしきい値電圧
Vth付近になり、ソースS中の電子は弱反転のチャネ
ルCH中へ移動する。一方、ドレインDに12Vが印加
されるため、ドレインDと浮遊ゲートFGとの間の容量
を介したカップリングにより、浮遊ゲートFGの電位が
持ち上げられる。そのため、制御ゲートCGと浮遊ゲー
トFGの間には高電界が生じる。従って、チャネルCH
中の電子は加速され、ホットエレクトロンとなって浮遊
ゲートFGへ注入される。その結果、選択されたメモリ
セル101の浮遊ゲートFGには電荷が蓄積され、1ビ
ットのデータが書き込まれて記憶される。
The threshold voltage Vth of the memory cell 101 is, for example, 0.5V. Therefore, in the selected memory cell 101, the control gate CG becomes close to the threshold voltage Vth, and the electrons in the source S move into the weakly inverted channel CH. On the other hand, since 12 V is applied to the drain D, the potential of the floating gate FG is raised by the coupling between the drain D and the floating gate FG via the capacitance. Therefore, a high electric field is generated between the control gate CG and the floating gate FG. Therefore, channel CH
The electrons inside are accelerated and are injected into the floating gate FG as hot electrons. As a result, charges are accumulated in the floating gate FG of the selected memory cell 101, and 1-bit data is written and stored.

【0015】この書き込み動作は、消去動作と異なり、
選択されたメモリセル101毎に行うことができる。 (c)読み出しモード 読み出しモードにおいて、選択されたメモリセル101
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば5Vが供給され、それ以外のワード線(非選
択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電位
はグランドレベルにされる。選択されたメモリセル10
1のドレインDに接続されているビット線BLmには例
えば2.5Vが供給され、それ以外のビット線(非選択
のビット線)BLa〜BLl,BLn〜BLzはグラン
ドレベルにされる。
This write operation is different from the erase operation.
This can be performed for each selected memory cell 101. (C) Read mode In the read mode, the selected memory cell 101
For example, 5 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WL1 and WLn to WLz are set to the ground level. Selected memory cell 10
For example, 2.5 V is supplied to the bit line BLm connected to one drain D, and the other bit lines (non-selected bit lines) BLa to BLl and BLn to BLz are set to the ground level.

【0016】前記したように、消去状態にあるメモリセ
ル101の浮遊ゲートFG中からは電子が引き抜かれて
いるため、浮遊ゲートFGはプラスに帯電している。ま
た、書き込み状態にあるメモリセル101の浮遊ゲート
FG中には電子が注入されているため、浮遊ゲートFG
はマイナスに帯電している。従って、消去状態にあるメ
モリセル101の浮遊ゲートFG直下のチャネルCHは
オンしており、書き込み状態にあるメモリセル101の
浮遊ゲートFG直下のチャネルCHはオフしている。そ
のため、制御ゲートCGに5Vが印加されたときに、ド
レインDからソースSへ流れる電流(セル電流)は消去
状態のメモリセル101の方が書き込み状態のメモリセ
ル101よりも大きくなる。
As described above, since electrons are extracted from the floating gate FG of the memory cell 101 in the erased state, the floating gate FG is positively charged. Further, since electrons are injected into the floating gate FG of the memory cell 101 in the written state, the floating gate FG
Is negatively charged. Therefore, the channel CH immediately below the floating gate FG of the memory cell 101 in the erased state is on, and the channel CH immediately below the floating gate FG of the memory cell 101 in the written state is off. Therefore, when 5 V is applied to the control gate CG, the current (cell current) flowing from the drain D to the source S is larger in the erased memory cell 101 than in the written memory cell 101.

【0017】この各メモリセル101間のセル電流の大
小をセンスアンプ群130内の各センスアンプで判別す
ることにより、メモリセル101に記憶されたデータの
値を読み出すことができる。例えば、消去状態であるメ
モリセル101のデータの値を「1」、書き込み状態で
あるメモリセル101のデータの値を「0」として読み
出しを行う。つまり、各メモリセル101に、消去状態
のデータ値「1」と、書き込み状態のデータ値「0」の
2値を記憶させることができる。
The value of the data stored in the memory cell 101 can be read by determining the magnitude of the cell current between the memory cells 101 by each sense amplifier in the sense amplifier group 130. For example, reading is performed with the data value of the memory cell 101 in the erased state being “1” and the data value of the memory cell 101 in the written state being “0”. That is, each memory cell 101 can store two values of the data value “1” in the erased state and the data value “0” in the written state.

【0018】この読み出し動作は、消去動作と異なり、
選択されたメモリセル101毎に行うことができる。ち
なみに、スプリットゲート型メモリセル101におい
て、ソースSをドレインと呼び、ドレインDをソースと
呼ぶフラッシュEEPROMは、WO92/18980
(G11C 13/00)に開示されている。
This read operation is different from the erase operation.
This can be performed for each selected memory cell 101. Incidentally, in the split gate memory cell 101, a flash EEPROM in which the source S is called a drain and the drain D is called a source is WO92 / 18980.
(G11C 13/00).

【0019】(スタックトゲート型)図5に、スタック
トゲート型メモリセル201の断面構造を示す。P型単
結晶シリコン基板上にN型ソースS及びドレインDが形
成されている。ソースSとドレインDに挟まれたチャネ
ルCH上に、トンネル酸化膜としての第1の絶縁膜20
3を介して浮遊ゲートFGが形成されている。浮遊ゲー
トFG上に第2の絶縁膜204を介して制御ゲートCG
が形成されている。浮遊ゲートFGと制御ゲートCGと
は相互にずれること無く積み重ねられている。従って、
ソースS及びドレインDは、各ゲートFG,CG及びチ
ャネルCHに対して対称構造をとる。
(Stacked Gate Type) FIG. 5 shows a sectional structure of a stacked gate type memory cell 201. An N-type source S and a drain D are formed on a P-type single crystal silicon substrate. A first insulating film 20 as a tunnel oxide film is formed on a channel CH sandwiched between the source S and the drain D.
3, a floating gate FG is formed. The control gate CG is provided on the floating gate FG via the second insulating film 204.
Are formed. The floating gate FG and the control gate CG are stacked without shifting from each other. Therefore,
The source S and the drain D have a symmetric structure with respect to each of the gates FG and CG and the channel CH.

【0020】図6に、スタックトゲート型メモリセル2
01を用いたフラッシュEEPROM221の全体構成
を示す。フラッシュEEPROM221において、図4
に示したスプリットゲート型メモリセル101を用いた
フラッシュEEPROM121と異なるのは、以下の点
である。
FIG. 6 shows a stacked gate type memory cell 2
1 shows the overall configuration of a flash EEPROM 221 using the same. In the flash EEPROM 221, FIG.
Are different from the flash EEPROM 121 using the split gate type memory cell 101 shown in FIG.

【0021】(1)メモリセルアレイ122は、複数の
メモリセル201がマトリックス状に配置されている。 (2)列方向に配列された各メモリセル201のソース
Sは、共通のビット線BLa〜BLzに接続されてい
る。 (3)全てのメモリセル201のドレインDは、共通ド
レイン線DLに接続されている。共通ドレイン線DLは
共通ドレイン線バイアス回路222に接続されている。
共通ドレイン線バイアス回路222は、後記するよう
に、共通ドレイン線DLの電位を各動作モードに対応し
て制御する。共通ドレイン線バイアス回路222の動作
は制御コア回路132によって制御される。
(1) In the memory cell array 122, a plurality of memory cells 201 are arranged in a matrix. (2) The sources S of the memory cells 201 arranged in the column direction are connected to common bit lines BLa to BLz. (3) The drains D of all the memory cells 201 are connected to a common drain line DL. The common drain line DL is connected to a common drain line bias circuit 222.
The common drain line bias circuit 222 controls the potential of the common drain line DL according to each operation mode, as described later. The operation of the common drain line bias circuit 222 is controlled by the control core circuit 132.

【0022】ところで、本明細書において、スプリット
ゲート型メモリセル101及びスタックトゲート型メモ
リセル201におけるソースS及びドレインDの呼称は
読み出し動作を基本に決定し、読み出し動作において電
位の高いほうをドレイン、電位の低い方をソースと呼ぶ
ことにする。そして、書き込み動作や消去動作において
も、ソースS及びドレインDの呼称については読み出し
動作におけるそれと同じにする。
In this specification, the names of the source S and the drain D in the split gate memory cell 101 and the stacked gate memory cell 201 are determined based on the read operation, and the higher potential in the read operation is determined by the drain. , The lower potential is referred to as the source. In the writing operation and the erasing operation, the names of the source S and the drain D are the same as those in the reading operation.

【0023】次に、フラッシュEEPROM221の各
動作モード(消去モード、書き込みモード、読み出しモ
ード)について説明する。 (a)消去モード 消去モードにおいて、全てのビット線BLa〜BLzは
オープン状態にされ、全てのワード線WLmの電位はグ
ランドレベルにされる。共通ドレイン線バイアス回路2
22は、共通ドレイン線DLを介して、全てのメモリセ
ル201のドレインDに、例えば12Vを印加する。
Next, each operation mode (erase mode, write mode, read mode) of the flash EEPROM 221 will be described. (A) Erasing Mode In the erasing mode, all the bit lines BLa to BLz are set to the open state, and the potentials of all the word lines WLm are set to the ground level. Common drain line bias circuit 2
22 applies, for example, 12 V to the drains D of all the memory cells 201 via the common drain line DL.

【0024】その結果、F−Nトンネル電流が流れ、浮
遊ゲートFG中の電子がドレインD側へ引き抜かれて
(図5の矢印B参照)、メモリセル201に記載された
データの消去が行われる。この消去動作は、選択された
ワード線WLmに接続されている全てのメモリセル20
1に対して行われる。
As a result, an FN tunnel current flows, electrons in the floating gate FG are drawn to the drain D side (see the arrow B in FIG. 5), and the data described in the memory cell 201 is erased. . This erase operation is performed for all the memory cells 20 connected to the selected word line WLm.
1 is performed.

【0025】尚、複数のワード線WLa〜WLzを同時
に選択することにより、その各ワード線に接続されてい
る全てのメモリセル201に対して消去動作(ブロック
消去)を行うこともできる。 (b)書き込みモード 書き込みモードにおいて、選択されたメモリセル201
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば12Vが供給され、それ以外のワード線(非
選択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電
位はグランドレベルにされる。選択されたメモリセル2
01のソースSに接続されているビット線BLmには、
例えば5Vが供給され、それ以外のビット線(非選択の
ビット線)BLa〜BLl,BLn〜BLzの電位はグ
ランドレベルにされる。共通ドレイン線バイアス回路2
22は、共通ドレイン線DLを介して、全てのメモリセ
ル201のドレインDをグランドレベルに保持する。
By simultaneously selecting a plurality of word lines WLa to WLz, an erase operation (block erase) can be performed on all the memory cells 201 connected to each word line. (B) Write mode In the write mode, the selected memory cell 201
For example, 12 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WL1 and WLn to WLz are set to the ground level. Selected memory cell 2
01 to the bit line BLm connected to the source S
For example, 5 V is supplied, and the potentials of the other bit lines (non-selected bit lines) BLa to BLl and BLn to BLz are set to the ground level. Common drain line bias circuit 2
Reference numeral 22 holds the drains D of all the memory cells 201 at the ground level via the common drain line DL.

【0026】すると、制御ゲートCGからのカップリン
グによって浮遊ゲートFGの電位が持ち上げられ、ソー
スSの近傍で発生したホットエレクトロンが浮遊ゲート
FGへ注入される。その結果、選択されたメモリセル2
01の浮遊ゲートFGには電荷が蓄積され、1ビットの
データが書き込まれて記憶される。 (c)読み出しモード 読み出しモードにおいて、選択されたメモリセル201
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば5Vが供給され、それ以外のワード線(非選
択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電位
はグランドレベルにされる。全てのビット線BLa〜B
Lzの電位はグランドレベルにされる。共通ドレイン線
バイアス回路222は、共通ドレイン線DLを介して、
全てのメモリセル201のドレインDに、例えば5Vを
印加する。
Then, the potential of the floating gate FG is raised by the coupling from the control gate CG, and hot electrons generated near the source S are injected into the floating gate FG. As a result, the selected memory cell 2
In the floating gate FG 01, charges are accumulated, and 1-bit data is written and stored. (C) Read mode In the read mode, the selected memory cell 201
For example, 5 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WL1 and WLn to WLz are set to the ground level. All bit lines BLa-B
The potential of Lz is set to the ground level. The common drain line bias circuit 222 is connected to the common drain line
For example, 5 V is applied to the drains D of all the memory cells 201.

【0027】その結果、スプリットゲート型メモリセル
101の場合と同様に、ドレインDからソースSへ流れ
る電流(セル電流)は、消去状態のメモリセル201の
方が書き込み状態のメモリセル201よりも大きくな
る。従って、各メモリセル201に、消去状態のデータ
値「1」と、書き込み状態のデータ値「0」の2値を記
憶させることができる。
As a result, as in the case of the split gate memory cell 101, the current (cell current) flowing from the drain D to the source S is larger in the erased memory cell 201 than in the written memory cell 201. Become. Therefore, each memory cell 201 can store two values of the data value “1” in the erased state and the data value “0” in the written state.

【0028】前記したようにスプリットゲート型メモリ
セル101における消去モードでは、図3の矢印Aに示
すように浮遊ゲートFG中の電子が制御ゲートCG側へ
引き抜かれて、メモリセル101に記憶されたデータの
消去が行われる。このとき、高電界で加速された電子が
シリコン酸化膜104を通過するため、シリコン酸化膜
104には大きなストレスがかかることになる。
As described above, in the erase mode in the split gate memory cell 101, electrons in the floating gate FG are drawn out to the control gate CG side as shown by the arrow A in FIG. Data is erased. At this time, since electrons accelerated by the high electric field pass through the silicon oxide film 104, a large stress is applied to the silicon oxide film 104.

【0029】そのため、書き込み動作及び消去動作を繰
り返すと、消去動作時にシリコン酸化膜104に加わる
ストレスによって、シリコン酸化膜104中に電子トラ
ップが形成される。この電子トラップが障壁となって、
浮遊ゲートFGから制御ゲートCGへの電子の移動を阻
害する。従って、書き込み回数及び消去回数(すなわ
ち、データの書き換え回数)が増加するにつれてシリコ
ン酸化膜104中の電子トラップも増加し、浮遊ゲート
FG中の電子を十分に引き抜くことができなくなる。
Therefore, when the write operation and the erase operation are repeated, an electron trap is formed in the silicon oxide film 104 due to the stress applied to the silicon oxide film 104 during the erase operation. This electron trap becomes a barrier,
The transfer of electrons from the floating gate FG to the control gate CG is hindered. Therefore, as the number of times of writing and the number of times of erasing (that is, the number of times of rewriting of data) increase, the number of electron traps in the silicon oxide film 104 also increases, so that electrons in the floating gate FG cannot be sufficiently extracted.

【0030】このため、図7に示すように読み出しモー
ドにおけるセル電流は、データの書き換え回数の増加に
つれて、書き込み状態のメモリセル101のセル電流I
wがほとんど変化しないのに対し、消去状態のメモリセ
ル101のセル電流Iiが低下していく。その結果、書
き込み状態のメモリセル101のセル電流Iwと、消去
状態のメモリセル101のセル電流Iiとの差が少なく
なる。そして、消去状態のメモリセル101のセル電流
Iiが、基準セルの所定のセル電流値Ir1よりも小さ
くなると、書き込み状態のメモリセル101と消去状態
のメモリセル101との間のセル電流の大小の判別がで
きなくなる。つまり、メモリセル101に記憶されたデ
ータの値を読み出すことが不可能になり、メモリセルと
しての機能を果たさなくなる。尚、前記セル電流Ir1
は、センスアンプ群130内の各センスアンプの特性に
よって規定され、消去状態のメモリセル101のセル電
流Iiの下限といえる。
Therefore, as shown in FIG. 7, the cell current in the read mode increases as the number of data rewrites increases.
While w hardly changes, the cell current Ii of the memory cell 101 in the erased state decreases. As a result, the difference between the cell current Iw of the memory cell 101 in the written state and the cell current Ii of the memory cell 101 in the erased state is reduced. When the cell current Ii of the memory cell 101 in the erased state becomes smaller than the predetermined cell current value Ir1 of the reference cell, the magnitude of the cell current between the memory cell 101 in the written state and the memory cell 101 in the erased state becomes smaller. It cannot be determined. That is, it becomes impossible to read the value of the data stored in the memory cell 101, and the function as the memory cell is not performed. The cell current Ir1
Is defined by the characteristics of each sense amplifier in the sense amplifier group 130, and can be said to be the lower limit of the cell current Ii of the memory cell 101 in the erased state.

【0031】また、スタックトゲート型メモリセル20
1における消去モードでは、図5の矢印Bに示すように
浮遊ゲートFG中の電子がドレイン領域D側へ引き抜か
れて、メモリセル201に記憶されたデータの消去が行
われる。このとき、高電界で加速された電子がシリコン
酸化膜203を通過するため、シリコン酸化膜203に
は大きなストレスがかかることになる。
The stacked gate type memory cell 20
In the erase mode 1, the electrons in the floating gate FG are drawn out to the drain region D side as shown by the arrow B in FIG. 5, and the data stored in the memory cell 201 is erased. At this time, since electrons accelerated by the high electric field pass through the silicon oxide film 203, a large stress is applied to the silicon oxide film 203.

【0032】そのため、書き込み動作及び消去動作を繰
り返すと、消去動作時にシリコン酸化膜203に加わる
ストレスによって、シリコン酸化膜203中に電子トラ
ップが形成される。この電子トラップが障壁となって、
浮遊ゲートFGからドレイン領域Dへの電子の移動を阻
害する。従って、書き込み回数及び消去回数(すなわ
ち、データの書き換え回数)が増加するにつれてシリコ
ン酸化膜203中の電子トラップも増加し、予め設定さ
れた消去時間内で浮遊ゲートFG中の電子を十分に引き
抜くことができなくなる。
Therefore, when the write operation and the erase operation are repeated, an electron trap is formed in the silicon oxide film 203 by the stress applied to the silicon oxide film 203 during the erase operation. This electron trap becomes a barrier,
The transfer of electrons from the floating gate FG to the drain region D is inhibited. Therefore, as the number of times of writing and the number of times of erasing (that is, the number of times of rewriting of data) increase, the number of electron traps in the silicon oxide film 203 also increases, and the electrons in the floating gate FG are sufficiently extracted within a preset erasing time. Can not be done.

【0033】このため、図8に示すように読み出しモー
ドにおけるセル電流は、データの書き換え回数の増加に
つれて、書き込み状態のメモリセル201のセル電流I
wがほとんど変化しないのに対し、消去状態のメモリセ
ル201のセル電流Iiが低下していく。その結果、書
き込み状態のメモリセル201のセル電流Iwと、消去
状態のメモリセル201のセル電流Iiとの差が少なく
なる。そして、消去状態のメモリセル201のセル電流
Iiが、基準セルの所定のセル電流値Ir1よりも小さ
くなると、書き込み状態のメモリセル201と消去状態
のメモリセル201との間のセル電流の大小の判別がで
きなくなる。つまり、メモリセル201に記憶されたデ
ータの値を読み出すことが不可能になり、メモリセルと
しての機能を果たさなくなる。尚、前記セル電流Ir1
は、センスアンプ群130内の各センスアンプの特性に
よって規定され、消去状態のメモリセル201のセル電
流Iiの下限といえる。
Therefore, as shown in FIG. 8, the cell current in the read mode increases as the number of times of data rewriting increases.
While w does not substantially change, the cell current Ii of the memory cell 201 in the erased state decreases. As a result, the difference between the cell current Iw of the memory cell 201 in the written state and the cell current Ii of the memory cell 201 in the erased state is reduced. When the cell current Ii of the memory cell 201 in the erased state becomes smaller than the predetermined cell current value Ir1 of the reference cell, the magnitude of the cell current between the memory cell 201 in the written state and the memory cell 201 in the erased state becomes smaller. It cannot be determined. That is, it becomes impossible to read the value of the data stored in the memory cell 201, and the function as the memory cell is not performed. The cell current Ir1
Is defined by the characteristics of each sense amplifier in the sense amplifier group 130 and can be said to be the lower limit of the cell current Ii of the memory cell 201 in the erased state.

【0034】そして、従来では、図7及び図8に示すよ
うに基準セルの消去時のセル電流Irが初期値100μ
Aの30%となる30μA(Ir1)まで低下した点を
データの書き換え回数の限界点とし、メモリセルの動作
寿命としていた。
Conventionally, as shown in FIGS. 7 and 8, the cell current Ir at the time of erasing the reference cell has an initial value of 100 μm.
The point that dropped to 30 μA (Ir1), which is 30% of A, was taken as the limit point of the number of times of data rewriting, and the operating life of the memory cell.

【0035】[0035]

【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術で
は、前記メモリセル101、またはメモリセル201
は、データの書き換え回数の増加に伴ってシリコン酸化
膜104、またはシリコン酸化膜203中の電子トラッ
プが増加するため、メモリセル101、またはメモリセ
ル201の動作寿命が制限されるという問題があった。
そして、該メモリセル101、またはメモリセル201
の動作寿命が制限されるということは、フラッシュEE
PROM121、またはフラッシュEEPROM221
の動作寿命も制限されることになる。
In the prior art described above, the memory cell 101 or the memory cell 201 is not used.
The problem is that the number of electron traps in the silicon oxide film 104 or the silicon oxide film 203 increases with an increase in the number of times of rewriting data, so that the operating life of the memory cell 101 or the memory cell 201 is limited. .
Then, the memory cell 101 or the memory cell 201
The limited operating life of the flash EE
PROM 121 or flash EEPROM 221
Operating life is also limited.

【0036】従って、本発明はF−Nトンネル電流を利
用してデータの消去を行うメモリセルの動作寿命を延ば
し、そのメモリセルを用いた長寿命な不揮発性半導体メ
モリを提供するものである。
Accordingly, the present invention extends the operating life of a memory cell for erasing data using an FN tunnel current, and provides a long-life nonvolatile semiconductor memory using the memory cell.

【0037】[0037]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
メモリは、制御ゲートCGから浮遊ゲートFGへ流れる
ファウラー−ノルドハイム・トンネル電流を利用して浮
遊ゲートFGに蓄積されている電荷(電子)を引き抜く
ことでデータを消去するもので、複数のメモリセルのデ
ータ書き換え回数を計数するカウンタと、予め設定され
た前記メモリセルの複数のデータ書き換え回数を記憶す
る第1のメモリ部と、前記カウンタにより計数された所
定のメモリセルのデータ書き換え回数が前記第1のメモ
リ部に記憶されている複数のデータ書き換え回数に達し
たことを識別する識別データを記憶する第2のメモリ部
と、前記識別データに基づいてメモリセルの書き込み状
態あるいは消去状態を判定する判定レベルとしてのセル
電流値Irを変更する制御回路とを有することを特徴と
するものである。
The nonvolatile semiconductor memory of the present invention uses the Fowler-Nordheim tunnel current flowing from the control gate CG to the floating gate FG to charge (electrons) accumulated in the floating gate FG. A counter for counting the number of data rewrites of a plurality of memory cells, a first memory unit for storing a preset number of rewrites of a plurality of data of the memory cells, and the counter A second memory unit for storing identification data for identifying that the counted number of times of data rewriting of the predetermined memory cell has reached a plurality of data rewriting times stored in the first memory unit; The cell current value Ir as a determination level for determining the write state or the erase state of the memory cell based on the It is characterized in that it has a that control circuit.

【0038】また、本発明の不揮発性半導体メモリは、
ドレインDから浮遊ゲートFGへ流れるファウラー−ノ
ルドハイム・トンネル電流を利用して浮遊ゲートFGに
蓄積されている電荷(電子)を引き抜くことでデータを
消去するもので、メモリセルのデータ書き換え回数を計
数するカウンタと、予め設定された前記メモリセルの複
数のデータ書き換え回数を記憶する第1のメモリ部と、
前記カウンタにより計数された所定のメモリセルのデー
タ書き換え回数が前記第1のメモリ部に記憶されている
複数のデータ書き換え回数に達したことを識別する識別
データを記憶する第2のメモリ部と、前記識別データに
基づいてメモリセルの書き込み状態あるいは消去状態を
判定する判定レベルとしてのセル電流値Irを変更する
制御回路とを有することを特徴とするものである。
Further, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention comprises:
The data is erased by extracting charges (electrons) stored in the floating gate FG by using a Fowler-Nordheim tunnel current flowing from the drain D to the floating gate FG, and counts the number of times of data rewriting of the memory cell. A counter, a first memory unit that stores a preset number of times of data rewriting of the memory cell,
A second memory unit that stores identification data for identifying that the number of times of data rewriting of the predetermined memory cell counted by the counter has reached the plurality of times of data rewriting stored in the first memory unit; A control circuit for changing a cell current value Ir as a judgment level for judging a write state or an erase state of the memory cell based on the identification data.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した実施
形態を図面に従って説明する。 (第1実施形態)本発明を具体化した第1実施形態を図
面に基づいて説明する。尚、第1実施形態において、ス
プリットゲート型メモリセル101の構造及びそれを用
いたフラッシュEEPROM121の全体構成について
は、図3及び図4に示した従来の形態と同じである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, the structure of the split gate memory cell 101 and the overall structure of the flash EEPROM 121 using the same are the same as those of the conventional embodiment shown in FIGS.

【0040】図1にデータの書き換え回数に対する、読
み出しモードにおけるセル電流、及び消去モードにおけ
る制御ゲートCGの電圧Vgの関係を示す。本実施形態
における消去モード、書き込みモード及び読み出しモー
ドは、従来の形態と同じである。本実施形態において、
従来の形態と異なるのは以下の点である。
FIG. 1 shows the relationship between the number of data rewrites and the cell current in the read mode and the voltage Vg of the control gate CG in the erase mode. The erase mode, the write mode, and the read mode in the present embodiment are the same as those in the conventional mode. In this embodiment,
The difference from the conventional embodiment is as follows.

【0041】[1]制御コア回路132は、その不図示
のカウンタによりデータの書き換え回数を計数し、その
計数値がある所定値T1を越えると、その旨メモリセル
101に記憶させた後に、以降の読み出しモードにおい
てメモリセルの書き込み状態あるいは消去状態を判定す
る判定レベルとしての基準セルのセル電流値IrをIr
1からIr2に変更するように制御する。
[1] The control core circuit 132 counts the number of times of data rewriting by a counter (not shown). If the counted value exceeds a predetermined value T1, the control core circuit 132 stores it in the memory cell 101, and thereafter, In the read mode, the cell current value Ir of the reference cell as the determination level for determining the write state or the erase state of the memory cell is set to Ir.
Control is performed to change from 1 to Ir2.

【0042】尚、前記所定値T1は、ある消去電圧を印
加した際の消去状態のメモリセル101のセル電流Ii
が所定のセル電流値Ir1に達した時点におけるデータ
の書き換え回数に対応する。つまり、所望の消去電圧を
かけた際の所定値T1を求めるには、多数のメモリセル
101について、データの書き換え回数に対するセル電
流Iiの低下を実測すれば良く、本実施形態では、初期
の段階(データの書き換え回数の1回目〜所定値T1回
目)までは、メモリセルの書き込み状態あるいは消去状
態を判定する判定レベルとしてのセル電流値Ir1(例
えば、消去状態のメモリセルのセル電流が初期値100
μAの30%となる30μA)を設定し、所定値T1後
はメモリセルの書き込み状態あるいは消去状態を判定す
る判定レベルとしてのセル電流値Ir2(例えば、消去
状態のメモリセルのセル電流が初期値100μAの20
%となる20μA)を設定しておく。
The predetermined value T1 is the cell current Ii of the memory cell 101 in the erased state when a certain erase voltage is applied.
Corresponds to the number of data rewrites at the time point when a predetermined cell current value Ir1 is reached. That is, in order to obtain the predetermined value T1 when a desired erase voltage is applied, the decrease in the cell current Ii with respect to the number of data rewrites for a large number of memory cells 101 may be actually measured. Until (the first number of times of data rewriting to the predetermined value T1), the cell current value Ir1 (for example, the cell current of the memory cell in the erased state is an initial value) as a determination level for determining the write state or the erase state of the memory cell 100
After a predetermined value T1, a cell current value Ir2 (for example, the cell current of the memory cell in the erased state is set to the initial value) is set as a determination level for determining the write state or the erase state of the memory cell after the predetermined value T1. 20 of 100 μA
%, Which is 20 μA).

【0043】[2−a]消去モード 消去モードにおいてロウデコーダ123は、選択したワ
ード線WLmに所望の電圧Vg(例えば、14V)を供
給する。そのため、選択されたワード線WLmに接続さ
れている各メモリセル101の制御ゲートCGは、14
Vに持ち上げられる。
[2-a] Erase Mode In the erase mode, the row decoder 123 supplies a desired voltage Vg (for example, 14 V) to the selected word line WLm. Therefore, the control gate CG of each memory cell 101 connected to the selected word line WLm
V lifted.

【0044】このとき、カラムデコーダ124は、従来
の形態と同様に、全てのビット線BLa〜BLzの電位
をグランドレベルに保持する。そのため、ドレイン領域
Dの電位は、従来の形態同様に0Vになる。これによ
り、制御ゲートCGが14V、ドレインDが0Vとな
り、制御ゲートCGと浮遊ゲートFGの間には高電界が
生じる。その結果、F−Nトンネル電流が流れ、浮遊ゲ
ートFGの中の電子が制御ゲートCG側へ引き抜かれて
(図3の矢印A参照)、メモリセル101に記憶された
データの消去が行われる。
At this time, the column decoder 124 holds the potentials of all the bit lines BLa to BLz at the ground level, as in the conventional embodiment. Therefore, the potential of the drain region D becomes 0 V as in the conventional case. As a result, the control gate CG becomes 14 V and the drain D becomes 0 V, and a high electric field is generated between the control gate CG and the floating gate FG. As a result, an FN tunnel current flows, electrons in the floating gate FG are pulled out to the control gate CG side (see arrow A in FIG. 3), and the data stored in the memory cell 101 is erased.

【0045】[2−b]書き込みモード 書き込みモードにおいて、選択されたメモリセル101
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば1Vが供給され、それ以外のワード線(非選
択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電位
はグランドレベルにされる。選択されたメモリセル10
1のドレインDに接続されているビット線BLmには、
例えば12Vが供給され、それ以外のビット線(非選択
のビット線)BLa〜BLl,BLn〜BLzの電位は
グランドレベルにされる。
[2-b] Write Mode In the write mode, the selected memory cell 101
For example, 1 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WLl and WLn to WLz are set to the ground level. Selected memory cell 10
1 bit line BLm connected to the drain D,
For example, 12 V is supplied, and the potentials of the other bit lines (non-selected bit lines) BLa to BLl and BLn to BLz are set to the ground level.

【0046】これにより、選択されたメモリセル101
では、制御ゲートCGがしきい値電圧Vth付近にな
り、ソースS中の電子は弱反転のチャネルCH中へ移動
する。一方、ドレインDに12Vが印加されるため、ド
レインDと浮遊ゲートFGとの間の容量を介したカップ
リングにより、浮遊ゲートFGの電位が持ち上げられ、
制御ゲートCGと浮遊ゲートFGの間には高電界が生じ
る。従って、チャネルCH中の電子は加速され、ホット
エレクトロンとなって浮遊ゲートFGへ注入される。そ
の結果、選択されたメモリセル101の浮遊ゲートFG
には電荷が蓄積され、1ビットのデータが書き込まれて
記憶される。
As a result, the selected memory cell 101
In this case, the control gate CG becomes close to the threshold voltage Vth, and electrons in the source S move into the weakly inverted channel CH. On the other hand, since 12 V is applied to the drain D, the potential of the floating gate FG is raised by the coupling between the drain D and the floating gate FG via the capacitance,
A high electric field is generated between the control gate CG and the floating gate FG. Therefore, the electrons in the channel CH are accelerated, become hot electrons, and are injected into the floating gate FG. As a result, the floating gate FG of the selected memory cell 101
Charge is accumulated, and 1-bit data is written and stored.

【0047】[2−c]読み出しモード 読み出しモードにおいて、選択されたメモリセル101
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば5Vが供給され、それ以外のワード線(非選
択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電位
はグランドレベルにされる。選択されたメモリセル10
1のドレインDに接続されているビット線BLmには、
例えば2.5Vが供給され、それ以外のビット線(非選
択のビット線)BLa〜BLl,BLn〜BLzはグラ
ンドレベルにされる。
[2-c] Read Mode In the read mode, the selected memory cell 101
For example, 5 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WL1 and WLn to WLz are set to the ground level. Selected memory cell 10
1 bit line BLm connected to the drain D,
For example, 2.5 V is supplied, and the other bit lines (non-selected bit lines) BLa to BLl and BLn to BLz are set to the ground level.

【0048】前記したように、消去状態にあるメモリセ
ル101の浮遊ゲートFG中からは電子が引き抜かれて
いるため、浮遊ゲートFGはプラスに帯電している。ま
た、書き込み状態にあるメモリセル101の浮遊ゲート
FG中には電子が注入されているため、浮遊ゲートFG
はマイナスに帯電している。従って、消去状態にあるメ
モリセル101の浮遊ゲートFG直下のチャネルCHは
オンしており、書き込み状態にあるメモリセル101の
浮遊ゲートFG直下のチャネルCHはオフしている。そ
のため、制御ゲートCGに5Vが印加されたときに、ド
レインDからソースSへ流れる電流(セル電流)は消去
状態のメモリセル101の方が書き込み状態のメモリセ
ル101よりも大きくなる。
As described above, since electrons are extracted from the floating gate FG of the memory cell 101 in the erased state, the floating gate FG is positively charged. Further, since electrons are injected into the floating gate FG of the memory cell 101 in the written state, the floating gate FG
Is negatively charged. Therefore, the channel CH immediately below the floating gate FG of the memory cell 101 in the erased state is on, and the channel CH immediately below the floating gate FG of the memory cell 101 in the written state is off. Therefore, when 5 V is applied to the control gate CG, the current (cell current) flowing from the drain D to the source S is larger in the erased memory cell 101 than in the written memory cell 101.

【0049】この各メモリセル101間のセル電流の大
小をセンスアンプ群130内の各センスアンプで判別す
ることにより、メモリセル101に記憶されたデータの
値を読み出す。尚、本実施形態では、消去状態であるメ
モリセル101のデータの値を「1」、書き込み状態で
あるメモリセル101のデータの値を「0」として読み
出しを行う。
The value of the data stored in the memory cell 101 is read by determining the magnitude of the cell current between the memory cells 101 by each sense amplifier in the sense amplifier group 130. In this embodiment, reading is performed with the data value of the memory cell 101 in the erased state being “1” and the data value of the memory cell 101 in the written state being “0”.

【0050】以下、同様に書き換え動作が続けられ、こ
の書き換え動作は、図1に示すように書き換え回数が所
定値T2となるまで可能となる。従って、本発明では、
従来装置に比べ、T2−T1回数分だけメモリセル10
1の動作寿命を延長させることができる。尚、説明の便
宜上、選択されるワード線WLがワード線WLmであ
り、該ワード線WLmに接続されている全てのメモリセ
ル101に続けて書き換え動作が行われるものであるか
のように説明したが、当然のことながら、無作為に選択
されたワード線WLに接続された全てのメモリセル10
1への書き換え動作が行われるものである。
Thereafter, the rewriting operation is continued similarly, and this rewriting operation becomes possible until the number of rewriting reaches a predetermined value T2 as shown in FIG. Therefore, in the present invention,
Compared to the conventional device, the memory cells 10
1 can be extended. For convenience of explanation, it has been described as if the selected word line WL is the word line WLm and the rewrite operation is performed continuously for all the memory cells 101 connected to the word line WLm. Naturally, all the memory cells 10 connected to the word line WL selected at random.
A rewrite operation to 1 is performed.

【0051】上記のように構成された本実施形態によれ
ば、データの書き換え動作が繰り返され、従来の図7に
示すように読み出しモードにおけるセル電流Irが、デ
ータの書き換え回数の増加につれて、書き込み状態のメ
モリセル101のセル電流Iwがほとんど変化しないの
に対し、消去状態のメモリセル101のセル電流Iiが
低下していき、このセル電流Iiが、判定レベルとして
のセル電流値Ir1よりも小さくなる書き換え回数T1
(図1参照)に達すると、書き込み状態のメモリセル1
01と消去状態のメモリセル101との間のセル電流の
大小の判別ができなくなり、この書き換え回数T1が従
来のメモリセル101の動作寿命であったが、本発明で
は、当該書き換え回数T1をカウントした時点で、メモ
リセルの書き込み状態あるいは消去状態を判定する際の
判定レベルとしての読み出しモードにおけるセル電流I
rをIr2に変更することで、図1に示すようにT2−
T1回数分だけメモリセル101の動作寿命を延長させ
ることができる。即ち、本発明では、メモリセル101
の動作寿命に大きな影響を与える、書き換え動作が繰り
返され、消去動作時にシリコン酸化膜104に加わるス
トレスによって、シリコン酸化膜104中に電子トラッ
プが形成され、この電子トラップが障壁となって浮遊ゲ
ートFGから制御ゲートCGへの電子の移動を阻害する
という現象を逆に利用して、書き換え動作の初期の段階
では、読み出しモードにおけるセル電流Irを図1に示
すように書き込み状態のメモリセル101のセル電流I
w(10μm)と比較的余裕のあるセル電流Ir1(3
0μm)に設定し、このIr1を判定レベルとして、メ
モリセルの「0」、「1」判定を行い、書き換え動作が
続けられることで、電子トラップが障壁となって、浮遊
ゲートFGから制御ゲートCGに電子が移動しにくくな
り、セル電流Iiが低下しても判定レベルとしてのセル
電流IrをIr1からIr2に変更することで、書き換
え回数を延ばすことができる。つまり、書き換え動作が
続けられ、消去時に浮遊ゲートFGに電子が残り易くな
るため、セル電流Iwも初期値よりは低下する方向にな
るため、初期時には「0」、「1」判定のマージンを広
めに設定しておく必要があったが、書き換え回数T1に
達した時点では「1」判定のマージンを広げる(「0」
判定のマージンを狭める)制御を行うことで、メモリセ
ル101の動作寿命を延ばすことが可能となり、そのメ
モリセル101を用いたフラッシュEEPROM121
の動作寿命をも延ばすことができ、所定書き換え回数に
達した後に判定レベルを下げる制御が有効となる。
According to the present embodiment configured as described above, the data rewrite operation is repeated, and the cell current Ir in the read mode increases as the number of data rewrites increases as shown in FIG. While the cell current Iw of the memory cell 101 in the state does not substantially change, the cell current Ii of the memory cell 101 in the erased state decreases, and this cell current Ii is smaller than the cell current value Ir1 as the determination level. Rewrite times T1
(See FIG. 1), the memory cell 1 in the written state
01 and the memory cell 101 in the erased state, it is not possible to determine the magnitude of the cell current. This rewrite frequency T1 is the operating life of the conventional memory cell 101. In the present invention, the rewrite frequency T1 is counted. At this point, the cell current I in the read mode as a determination level for determining the write state or the erase state of the memory cell is determined.
By changing r to Ir2, as shown in FIG.
The operating life of the memory cell 101 can be extended by T1 times. That is, in the present invention, the memory cell 101
The rewriting operation, which greatly affects the operation life of the semiconductor device, is repeated, and the stress applied to the silicon oxide film 104 during the erasing operation forms an electron trap in the silicon oxide film 104. The electron trap serves as a barrier, and the floating gate FG becomes a barrier. In the initial stage of the rewriting operation, the cell current Ir in the read mode is changed to the cell state of the memory cell 101 in the write state as shown in FIG. 1 by utilizing the phenomenon that the transfer of electrons from the gate to the control gate CG is hindered. Current I
w (10 μm) and the cell current Ir1 (3
0 μm), this Ir1 is used as a determination level, and “0” and “1” determination of the memory cell is performed. By continuing the rewriting operation, an electron trap becomes a barrier, and the floating gate FG to the control gate CG Even if the cell current Ii decreases, the number of rewrites can be increased by changing the cell current Ir as a determination level from Ir1 to Ir2. In other words, the rewriting operation is continued, and electrons are more likely to remain on the floating gate FG at the time of erasing, so that the cell current Iw also tends to decrease below the initial value. However, when the number of times of rewriting T1 has been reached, the margin for the “1” determination is increased (“0”).
By performing the control (narrowing the judgment margin), the operating life of the memory cell 101 can be extended, and the flash EEPROM 121 using the memory cell 101 can be extended.
Can be extended, and the control for lowering the determination level after reaching the predetermined number of rewrites is effective.

【0052】次に、本発明をスタックトゲート型メモリ
セル201を用いたフラッシュEEPROM221に具
体化した第2実施形態を図面に従って説明する。尚、第
2実施形態において、スタックトゲート型メモリセル2
01の構造及びフラッシュEEPROM221の全体構
造については、図5及び図6に示した従来の形態と同様
である。
Next, a second embodiment in which the present invention is embodied in a flash EEPROM 221 using a stacked gate type memory cell 201 will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the stacked gate type memory cell 2
01 and the entire structure of the flash EEPROM 221 are the same as those of the conventional embodiment shown in FIGS.

【0053】(第2実施形態)図2にデータの書き換え
回数に対する、読み出しモードにおけるセル電流、及び
消去モードにおけるドレイン領域Dの電圧Vdの関係を
示す。本実施形態における消去モード、書き込みモード
及び読み出しモードは、従来の形態と同じである。本実
施形態において、従来の形態と異なるのは以下の点であ
る。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows the relationship between the number of data rewrites and the cell current in the read mode and the voltage Vd of the drain region D in the erase mode. The erase mode, the write mode, and the read mode in the present embodiment are the same as those in the conventional mode. The present embodiment differs from the conventional embodiment in the following points.

【0054】[1]制御コア回路132は、その不図示
のカウンタによりデータの書き換え回数を計数し、その
計数値がある所定値T1を越えると、その旨メモリセル
201に記憶させた後に、以降の読み出しモードにおい
てメモリセルの書き込み状態あるいは消去状態を判定す
る判定レベルとしての基準セルのセル電流値IrをIr
1からIr2に変更するように制御する。
[1] The control core circuit 132 counts the number of times of data rewriting by a counter (not shown). If the counted value exceeds a predetermined value T1, the control core circuit 132 stores it in the memory cell 201, and thereafter, In the read mode, the cell current value Ir of the reference cell as the determination level for determining the write state or the erase state of the memory cell is set to Ir.
Control is performed to change from 1 to Ir2.

【0055】尚、前記所定値T1は、ある消去電圧を印
加した際の消去状態のメモリセル201のセル電流Ii
が前記セル電流Ir1に達した時点におけるデータの書
き換え回数に対応する。つまり、所望の消去電圧をかけ
た際の所定値T1を求めるには、多数のメモリセル20
1について、データの書き換え回数に対するセル電流I
iの低下を実測すれば良く、本実施形態では、初期の段
階(データの書き換え回数の1回目〜所定値T1回目)
までは、基準セルの判定レベルとしての所定のセル電流
値Ir1(例えば、消去時のセル電流が初期値100μ
Aの30%となる30μA)を設定し、所定値T1後は
基準セルの判定レベルとしての所定のセル電流値Ir2
(例えば、消去時のセル電流が初期値100μAの20
%となる20μA)を設定しておく。
The predetermined value T1 is the cell current Ii of the memory cell 201 in the erased state when a certain erase voltage is applied.
Corresponds to the number of data rewrites when the cell current Ir1 is reached. That is, to determine the predetermined value T1 when a desired erase voltage is applied, a large number of memory cells 20 are required.
1, cell current I with respect to the number of data rewrites
It is sufficient to actually measure the decrease of i, and in the present embodiment, the initial stage (the first number of data rewrites to the first predetermined value T1)
Until the predetermined cell current value Ir1 (for example, the cell current at the time of erasing is 100 μm as the reference level).
A, which is 30% of A, and a predetermined cell current value Ir2 as a reference cell determination level after the predetermined value T1.
(For example, when the cell current at the time of erasing is
%, Which is 20 μA).

【0056】[2−a]消去モード 消去モードにおいて共通ドレイン線バイアス回路222
は、共通ドレインDLに共通して所望の電圧Vd(例え
ば、12V)を供給する。そのため、全てのメモリセル
201のドレイン領域Dは、12Vに持ち上げられる。
同時に、ロウデコーダ123は、非選択のワード線WL
a〜WLl,WLn〜WLzに供給する電圧を、12V
にする。
[2-a] Erase Mode In the erase mode, the common drain line bias circuit 222 is used.
Supplies a desired voltage Vd (eg, 12 V) commonly to the common drain DL. Therefore, the drain regions D of all the memory cells 201 are raised to 12V.
At the same time, the row decoder 123 outputs the unselected word line WL
a to WLl and WLn to WLz are supplied with a voltage of 12V
To

【0057】そのため、非選択のワード線WLa〜WL
l,WLn〜WLzに接続されている各メモリセル20
1の制御ゲートCGは、12Vに持ち上げられる。尚、
ロウデコーダ123は、選択されたワード線WLmの電
位については、従来の形態と同様にグランドレベルにす
る。そのため、選択されたワード線WLmに接続されて
いる各メモリセル201の制御ゲートCGは、従来の形
態同様にグランドレベルにされる。
Therefore, unselected word lines WLa-WL
1, each memory cell 20 connected to WLn to WLz
One control gate CG is raised to 12V. still,
The row decoder 123 sets the potential of the selected word line WLm to the ground level as in the conventional embodiment. Therefore, the control gate CG of each memory cell 201 connected to the selected word line WLm is set to the ground level as in the conventional embodiment.

【0058】このとき、カラムデコーダ124は、従来
の形態と同様に、全てのビット線BLa〜BLzをオー
プン状態にする。これにより、ドレインDが12V、制
御ゲートCGはグランドレベルとなり、ドレインDと浮
遊ゲートFGの間には高電界が生じる。その結果、F−
Nトンネル電流が流れ、浮遊ゲートFG中の電子がドレ
インD側へ引き抜かれて(図5の矢印B参照)、メモリ
セル201に記載されたデータの消去が行われる。
At this time, the column decoder 124 keeps all the bit lines BLa to BLz open as in the conventional embodiment. As a result, the drain D becomes 12 V, the control gate CG becomes the ground level, and a high electric field is generated between the drain D and the floating gate FG. As a result, F-
An N tunnel current flows, electrons in the floating gate FG are drawn to the drain D side (see the arrow B in FIG. 5), and the data described in the memory cell 201 is erased.

【0059】この消去動作は、選択されたワード線WL
mに接続されている全てのメモリセル201に対して行
われる。 [2−b]書き込みモード 書き込みモードにおいて、選択されたメモリセル201
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば12Vが供給され、それ以外のワード線(非
選択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電
位はグランドレベルにされる。選択されたメモリセル2
01のソースSに接続されているビット線BLmには、
例えば5Vが供給され、それ以外のビット線(非選択の
ビット線)BLa〜BLl,BLn〜BLzの電位はグ
ランドレベルにされる。共通ドレイン線バイアス回路2
22は、共通ドレイン線DLを介して、全てのメモリセ
ル201のドレインDをグランドレベルに保持する。
This erase operation is performed by selecting the selected word line WL.
This is performed for all the memory cells 201 connected to m. [2-b] Write Mode In the write mode, the selected memory cell 201
For example, 12 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WL1 and WLn to WLz are set to the ground level. Selected memory cell 2
01 to the bit line BLm connected to the source S
For example, 5 V is supplied, and the potentials of the other bit lines (non-selected bit lines) BLa to BLl and BLn to BLz are set to the ground level. Common drain line bias circuit 2
Reference numeral 22 holds the drains D of all the memory cells 201 at the ground level via the common drain line DL.

【0060】これにより、制御ゲートCGからのカップ
リングによって浮遊ゲートFGの電位が持ち上げられ、
ソースSの近傍で発生したホットエレクトロンが浮遊ゲ
ートFGへ注入される。その結果、選択されたメモリセ
ル201の浮遊ゲートFGには電荷が蓄積され、1ビッ
トのデータが書き込まれて記憶される。 (c)読み出しモード 読み出しモードにおいて、選択されたメモリセル201
の制御ゲートCGに接続されているワード線WLmに
は、例えば5Vが供給され、それ以外のワード線(非選
択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電位
はグランドレベルにされる。全てのビット線BLa〜B
Lzの電位はグランドレベルにされる。共通ドレイン線
バイアス回路222は、共通ドレイン線DLを介して、
全てのメモリセル201のドレインDに、例えば5Vを
印加する。
As a result, the potential of the floating gate FG is raised by the coupling from the control gate CG,
Hot electrons generated near the source S are injected into the floating gate FG. As a result, charges are accumulated in the floating gate FG of the selected memory cell 201, and 1-bit data is written and stored. (C) Read mode In the read mode, the selected memory cell 201
For example, 5 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate CG, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WL1 and WLn to WLz are set to the ground level. All bit lines BLa-B
The potential of Lz is set to the ground level. The common drain line bias circuit 222 is connected to the common drain line
For example, 5 V is applied to the drains D of all the memory cells 201.

【0061】その結果、スプリットゲート型メモリセル
101の場合と同様に、ドレインDからソースSへ流れ
る電流(セル電流)は、消去状態のメモリセル201の
方が書き込み状態のメモリセル201よりも大きくな
る。この各メモリセル201間のセル電流の大小をセン
スアンプ群130内の各センスアンプで判別することに
より、メモリセル201に記憶されたデータの値を読み
出す。尚、本実施形態では、消去状態であるメモリセル
201のデータの値を「1」、書き込み状態であるメモ
リセル201のデータの値を「0」として読み出しを行
う。
As a result, as in the case of the split gate memory cell 101, the current (cell current) flowing from the drain D to the source S is larger in the erased memory cell 201 than in the written memory cell 201. Become. By determining the magnitude of the cell current between the memory cells 201 by each sense amplifier in the sense amplifier group 130, the value of the data stored in the memory cell 201 is read. In the present embodiment, reading is performed with the data value of the memory cell 201 in the erased state being “1” and the data value of the memory cell 201 in the written state being “0”.

【0062】以下、同様に書き換え動作が続けられ、こ
の書き換え動作は、図2に示すように書き換え回数が所
定値T2となるまで可能となる。従って、本発明では、
従来装置に比べ、T2−T1回数分だけメモリセル20
1の動作寿命を延長させることができる。尚、説明の便
宜上、選択されるワード線WLがワード線WLmであ
り、該ワード線WLmに接続される全てのメモリセル2
01に続けて書き換え動作が行われるものであるかのよ
うに説明したが、当然のことながら、無作為に選択され
るワード線WLに接続されているメモリセル201への
書き換え動作が行われるものである。
Thereafter, the rewriting operation is continued similarly, and this rewriting operation becomes possible until the number of rewriting reaches a predetermined value T2 as shown in FIG. Therefore, in the present invention,
Compared to the conventional device, the number of memory cells 20 is equal to T2-T1 times.
1 can be extended. For convenience of explanation, the selected word line WL is a word line WLm, and all the memory cells 2 connected to the word line WLm are selected.
01 has been described as if the rewrite operation is performed, but it goes without saying that the rewrite operation is performed on the memory cell 201 connected to the word line WL selected at random. It is.

【0063】上記のように構成された本実施形態によれ
ば、データの書き換え動作が繰り返され、従来の図8に
示すように読み出しモードにおけるセル電流Irが、デ
ータの書き換え回数の増加につれて、書き込み状態のメ
モリセル201のセル電流Iwがほとんど変化しないの
に対し、消去状態のメモリセル201のセル電流Iiが
低下していき、このセル電流Iiが、判定レベルとして
のセル電流値Ir1よりも小さくなる書き換え回数T1
(図2参照)に達すると、書き込み状態のメモリセル2
01と消去状態のメモリセル201との間のセル電流の
大小の判別ができなくなり、この書き換え回数T1が従
来のメモリセル201の動作寿命であったが、本発明で
は、当該書き換え回数T1をカウントした時点で、メモ
リセルの書き込み状態あるいは消去状態を判定する際の
判定レベルとしての読み出しモードにおけるセル電流I
rをIr2に変更することで、図2に示すようにT2−
T1回数分だけ動作寿命を延長させることができる。即
ち、本発明では、メモリセル201の動作寿命に大きな
影響を与える、書き換え動作が繰り返され、消去動作時
にシリコン酸化膜203に加わるストレスによって、シ
リコン酸化膜203中に電子トラップが形成され、この
電子トラップが障壁となって浮遊ゲートFGから制御ゲ
ートCGへの電子の移動を阻害するという現象を逆に利
用して、書き換え動作の初期の段階では、読み出しモー
ドにおけるセル電流Irを図2に示すように書き込み状
態のメモリセル201のセル電流Iw(10μm)と比
較的余裕のあるセル電流Ir1(30μm)に設定し、
このIr1を判定レベルとして、メモリセルの「0」、
「1」判定を行い、書き換え動作が続けられることで、
電子トラップが障壁となって、浮遊ゲートFGから制御
ゲートCGに電子が移動しにくくなり、セル電流Iiが
低下しても判定レベルとしてのセル電流IrをIr1か
らIr2に変更することで、書き換え回数を延ばすこと
ができる。つまり、書き換え動作が続けられ、消去時に
浮遊ゲートFGに電子が残り易くなるとセル電流Iwが
低下する方向となるため、初期時には「0」、「1」判
定のマージンを広めに設定しておき、書き換え回数T1
に達した時点で「1」判定のマージンを広げる(「0」
判定のマージンを狭める)制御を行うことで、メモリセ
ル201の動作寿命を延ばすことが可能となり、そのメ
モリセル201を用いたフラッシュEEPROM221
の動作寿命をも延ばすことができ、所定書き換え回数に
達した後に判定レベルを下げる制御は有効である。
According to the present embodiment configured as described above, the data rewriting operation is repeated, and the cell current Ir in the read mode increases as the number of data rewrites increases as shown in FIG. While the cell current Iw of the memory cell 201 in the state does not substantially change, the cell current Ii of the memory cell 201 in the erased state decreases, and this cell current Ii is smaller than the cell current value Ir1 as the determination level. Rewrite times T1
(See FIG. 2), the memory cell 2 in the written state is reached.
01 and the memory cell 201 in the erased state cannot be discriminated, and the number of rewrites T1 is the operating life of the conventional memory cell 201. In the present invention, the number of rewrites T1 is counted. At this point, the cell current I in the read mode as a determination level for determining the write state or the erase state of the memory cell is determined.
By changing r to Ir2, as shown in FIG.
The operating life can be extended by T1 times. That is, in the present invention, the rewriting operation, which greatly affects the operation life of the memory cell 201, is repeated, and an electron trap is formed in the silicon oxide film 203 by the stress applied to the silicon oxide film 203 during the erasing operation. In the initial stage of the rewriting operation, the cell current Ir in the read mode is changed as shown in FIG. 2 by utilizing the phenomenon that the trap acts as a barrier to hinder the transfer of electrons from the floating gate FG to the control gate CG. Is set to a cell current Iw (10 μm) of the memory cell 201 in a written state and a cell current Ir1 (30 μm) having a relatively large margin,
Using this Ir1 as a determination level, “0”,
By making a “1” determination and continuing the rewrite operation,
The electron trap acts as a barrier, making it difficult for electrons to move from the floating gate FG to the control gate CG. Even if the cell current Ii decreases, the cell current Ir serving as the determination level is changed from Ir1 to Ir2, so that the number of times of rewriting can be improved. Can be extended. In other words, if the rewriting operation is continued and the electrons are more likely to remain on the floating gate FG at the time of erasing, the cell current Iw tends to decrease. Therefore, initially, the margin for the “0” and “1” determination is set to be wider, Number of rewrites T1
At the point when the value reaches “1”, the margin of judgment is expanded (“0”
By performing the control (narrowing the margin of determination), the operating life of the memory cell 201 can be extended, and the flash EEPROM 221 using the memory cell 201 can be extended.
The operation life can be extended, and control to lower the determination level after reaching the predetermined number of rewrites is effective.

【0064】以上説明したように、本発明の不揮発性半
導体メモリによれば、浮遊ゲートFGに蓄積されている
電荷(電子)をF−Nトンネル電流を利用して消去する
際に、予め設定されたデータの書き換え回数を越える
と、「0」、「1」判定時の判定レベルを下げること
で、メモリセルの動作寿命を延ばすことが可能となり、
そのメモリセルを用いたフラッシュEEPROMの動作
寿命をも延ばすことができる。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory of the present invention, when the charge (electrons) stored in the floating gate FG is erased by using the FN tunnel current, a preset value is set. When the number of times of data rewriting exceeds the number of times of data rewriting, the operation life of the memory cell can be extended by lowering the judgment level at the time of "0" or "1" judgment,
The operating life of the flash EEPROM using the memory cell can be extended.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明の不揮発性半導体メモリによれ
ば、浮遊ゲートFGに蓄積されている電荷(電子)をフ
ァウラー−ノルドハイム・トンネル電流を利用して消去
する際に、予め設定されたデータの書き換え回数を越え
ると、「0」、「1」判定時の判定レベルを下げること
で、メモリセルの動作寿命を延ばすことが可能となり、
そのメモリセルを用いたフラッシュEEPROMの動作
寿命をも延ばすことができる。
According to the nonvolatile semiconductor memory of the present invention, when the charges (electrons) stored in the floating gate FG are erased by using the Fowler-Nordheim tunnel current, the data of the preset data is erased. When the number of times of rewriting is exceeded, the operation life of the memory cell can be extended by lowering the judgment level at the time of "0" or "1" judgment,
The operating life of the flash EEPROM using the memory cell can be extended.

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

【図1】第1実施形態の動作を説明するための特性図で
ある。
FIG. 1 is a characteristic diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図2】第2実施形態の動作を説明するための特性図で
ある。
FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図3】本発明の第1実施形態及び従来の形態のスプリ
ットゲート型メモリセルの構成を示す概略断面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a configuration of a split gate type memory cell according to the first embodiment of the present invention and a conventional mode.

【図4】本発明の第1実施形態及び従来の形態のスプリ
ットゲート型メモリセルを用いたフラッシュEEPRO
Mの全体構成図である。
FIG. 4 shows a flash EEPROM using split gate type memory cells according to the first embodiment of the present invention and a conventional type.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of M.

【図5】本発明の第2実施形態及び従来の形態のスタッ
クトゲート型メモリセルの構成を示す概略断面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a configuration of a stacked gate type memory cell according to a second embodiment of the present invention and a conventional type.

【図6】本発明の第2実施形態及び従来の形態のスタッ
クトゲート型メモリセルを用いたフラッシュEEPRO
Mの全体構成図である。
FIG. 6 shows a flash EEPROM using stacked gate type memory cells according to a second embodiment of the present invention and a conventional type.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of M.

【図7】従来のスプリットゲート型メモリセルの動作を
説明するための特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram for explaining the operation of a conventional split gate memory cell.

【図8】従来のスタックトゲート型メモリセルの動作を
説明するための特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram for explaining an operation of a conventional stacked gate memory cell.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/788 29/792 (72)発明者 舘川 克己 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 29/788 29/792 (72) Inventor Katsumi Tatekawa 2-5-1, Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka SANYO Electric Co., Ltd. In company

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 浮遊ゲートFGと制御ゲートCGとソー
スSとドレインDとチャネルCHとから成る複数のメモ
リセルを配置したメモリセルアレイを具備して前記制御
ゲートCGから浮遊ゲートFGへ流れるファウラー−ノ
ルドハイム・トンネル電流を利用して浮遊ゲートFGに
蓄積されている電荷(電子)を引き抜くことでデータを
消去する不揮発性半導体メモリにおいて、 前記メモリセルのデータ書き換え回数を計数するカウン
タと、 予め設定された前記メモリセルの複数のデータ書き換え
回数を記憶する第1のメモリ部と、 前記カウンタにより計数された所定のメモリセルのデー
タ書き換え回数が前記第1のメモリ部に記憶されている
複数のデータ書き換え回数に達したことを識別する識別
データを記憶する第2のメモリ部と、 前記識別データに基づいてメモリセルの書き込み状態あ
るいは消去状態を判定する際の判定レベルを変更する制
御回路とを有することを特徴とする不揮発性半導体メモ
リ。
1. A memory cell array in which a plurality of memory cells each including a floating gate FG, a control gate CG, a source S, a drain D, and a channel CH are arranged, and Fowler-Nordheim flowing from the control gate CG to the floating gate FG. A nonvolatile semiconductor memory for erasing data by extracting charges (electrons) stored in the floating gate FG using a tunnel current; a counter for counting the number of times data is rewritten in the memory cell; A first memory unit for storing a plurality of data rewrite counts of the memory cell; and a plurality of data rewrite counts stored in the first memory unit, the number of data rewrites of a predetermined memory cell counted by the counter. A second memory unit for storing identification data for identifying that Nonvolatile semiconductor memory characterized by a control circuit for changing the determination level for determining the write state or erase state of the memory cell based on another data.
【請求項2】 浮遊ゲートFGと制御ゲートCGとソー
スSとドレインDとチャネルCHとから成る複数のメモ
リセルを配置したメモリセルアレイを具備して前記ドレ
インDから浮遊ゲートFGに流れるファウラー−ノルド
ハイム・トンネル電流を利用して浮遊ゲートFGに蓄積
されている電荷(電子)を引き抜くことでデータを消去
する不揮発性半導体メモリにおいて、 前記メモリセルのデータ書き換え回数を計数するカウン
タと、 予め設定された前記メモリセルの複数のデータ書き換え
回数を記憶する第1のメモリ部と、 前記カウンタにより計数された所定のメモリセルのデー
タ書き換え回数が前記第1のメモリ部に記憶されている
複数のデータ書き換え回数に達したことを識別する識別
データを記憶する第2のメモリ部と、 前記識別データに基づいてメモリセルの書き込み状態あ
るいは消去状態を判定する際の判定レベルを変更する制
御回路とを有することを特徴とする不揮発性半導体メモ
リ。
2. A memory cell array in which a plurality of memory cells each including a floating gate FG, a control gate CG, a source S, a drain D, and a channel CH are arranged, and a Fowler-Nordheim flow from the drain D to the floating gate FG is provided. In a nonvolatile semiconductor memory for erasing data by extracting charges (electrons) stored in a floating gate FG using a tunnel current, a counter for counting the number of times of data rewriting of the memory cell is provided. A first memory unit that stores a plurality of data rewrite counts of the memory cell; and a data rewrite count of a predetermined memory cell counted by the counter is a plurality of data rewrite counts stored in the first memory unit. A second memory unit for storing identification data for identifying the arrival, Nonvolatile semiconductor memory characterized by a control circuit for changing the determination level for determining the write state or erase state of the memory cell based on the over data.
JP28988097A 1997-10-22 1997-10-22 Non-volatile semiconductor memory Pending JPH11126493A (en)

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