JPH11134879A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device

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JPH11134879A
JPH11134879A JP29874997A JP29874997A JPH11134879A JP H11134879 A JPH11134879 A JP H11134879A JP 29874997 A JP29874997 A JP 29874997A JP 29874997 A JP29874997 A JP 29874997A JP H11134879 A JPH11134879 A JP H11134879A
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JP
Japan
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voltage
data
write
memory cell
control gate
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Application number
JP29874997A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Takeuchi
健 竹内
Tomoharu Tanaka
智晴 田中
Toru Tanzawa
徹 丹沢
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • G11C11/5628Programming or writing circuits; Data input circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0483Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells having several storage transistors connected in series
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11C2211/00Indexing scheme relating to digital stores characterized by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C2211/56Indexing scheme relating to G11C11/56 and sub-groups for features not covered by these groups
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    • G11C2211/5621Multilevel programming verification

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a nonvolatile semiconductor storage device which can be optimized and which prevents an erroneous write operation by a method wherein a first write voltage is applied across a control gate and a semiconductor layer in a first write cycle used to write data '1' to a memory cell, a second write voltage is applied in a second write cycle used to write data '2' and the potential difference between both is made nearly equal to verify voltages of the respective data. SOLUTION: When data '1' is written, data in a latch circuit LT1 is output to a bit line BL1. A HIGH voltage Vpp for a write operation is applied to a control gate CG1. A voltage VM10 is applied to other control gates CG2 to CG8. When the write operation is finished, a voltage is applied to the control gate CG1, and a verify read operation is started. When a voltage VL2 becomes a HIGH level, data in the bit line BL1 is latched by the latch circuit LT1. Data '2' is written. After that, a data write operation and a verify operation are performed a plurality of numbers of times. A voltage which can be written is given to a memory cell which is written most quickly, and an erroneous write operation is prevented.

Description

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

【0001】[0001]

【発明に属する技術分野】本発明は、例えば電気的書き
換え可能な不揮発性半導体記憶装置(EEPROM)に
係わり、特に、多値データを記憶可能な不揮発性半導体
記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM), and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory device capable of storing multi-value data.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電気的書換え可能とした不揮発性
半導体記憶装置の1つとしてNANDセル型EEPRO
Mが提案されている。このNANDセル型EEPROM
は、複数のメモリセルのソース、ドレインを隣接するも
の同士で共有して直列接続し、これを1単位としてビッ
ト線に接続するものであり、各メモリセルは、電荷蓄積
層としての浮遊ゲートと、制御ゲートが積層されたnチ
ャネルFETMOS構造とされている。
2. Description of the Related Art In recent years, a NAND cell type EEPROM has been used as one of electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory devices.
M has been proposed. This NAND cell type EEPROM
Are connected in series by sharing the source and drain of a plurality of memory cells with adjacent ones, and connecting them to a bit line as a unit. Each memory cell is connected to a floating gate as a charge storage layer. , And an n-channel FET MOS structure in which control gates are stacked.

【0003】図14(a)(b)はメモリセルアレイの
1つのNANDセル部分の平面図と等価回路図である。
図15(a)は図14(a)に示す15a−15a線に
沿った断面図であり、図15(b)は図14(a)に示
す15b−15b線に沿った断面図である。
FIGS. 14A and 14B are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of a memory cell array.
FIG. 15A is a sectional view taken along line 15a-15a shown in FIG. 14A, and FIG. 15B is a sectional view taken along line 15b-15b shown in FIG. 14A.

【0004】素子分離酸化膜72で囲まれたp型シリコ
ン基板(又はp型ウエル)71には、複数のNANDセ
ルからなるメモリセルアレイが形成されている。この例
において、1つのNANDセルは、8個のメモリセルM
1〜M8が直列接続されて構成されている。各メモリセ
ルにおいて、浮遊ゲート74(741 、742 …74
8 )は基板71にゲート絶縁膜73を介して形成されて
いる。これらのメモリセルのソース、ドレインとしての
n型拡散層79は、隣接するもの同士が直列接続されて
いる。
On a p-type silicon substrate (or p-type well) 71 surrounded by an element isolation oxide film 72, a memory cell array composed of a plurality of NAND cells is formed. In this example, one NAND cell has eight memory cells M
1 to M8 are connected in series. In each memory cell, the floating gate 74 (74 1 , 74 2 ... 74)
8 ) is formed on a substrate 71 with a gate insulating film 73 interposed therebetween. Adjacent ones of the n-type diffusion layers 79 as the source and drain of these memory cells are connected in series.

【0005】NANDセルのドレイン側、ソース側には
第1の選択ゲート749 、769 及び第2の選択ゲート
7410、7610が設けられている。各第1の選択ゲート
749 、769 及び第2の選択ゲート7410、7610
メモリセルの浮遊ゲート74(741 …748 )、制御
ゲート76(761 …768 )と同時に形成される。な
お、第1の選択ゲート749 、769 及び第2の選択ゲ
ート7410、7610はともに、図示せぬ所望の部分で1
層目と2層目が導通接続されている。素子が形成された
基板はCVD酸化膜77により覆われ、この上にビット
線78が配設される。NANDセルの制御ゲート76
1 、762 …768 (CG1 、CG2 …CG8 )は、ワ
ード線とされ、選択ゲート749 、769 及び7410
7610(SG1 、SG2 )はそれぞれ行方向に配置さ
れ、選択ゲート線とされる。
[0005] The drain side of the NAND cell, a first selection gate 74 9 to the source side, 76 9, and the second selection gate 74 10, 76 10 are provided. Each first select gate 74 9, 76 9, and the second selection gate 74 10, 76 10 floating gates 74 of memory cells (74 1 ... 74 8), the control gate 76 (76 1 ... 76 8) formed simultaneously with Is done. The first selection gate 74 9, 76 9, and the second selection gate 74 10, 76 10 are both in the desired portion (not shown) 1
The second layer and the second layer are electrically connected. The substrate on which the elements are formed is covered with a CVD oxide film 77, on which bit lines 78 are provided. NAND cell control gate 76
1, 76 2 ... 76 8 ( CG 1, CG 2 ... CG 8) is a word line, the select gate 74 9, 76 9 and 74 10,
76 10 (SG 1 , SG 2 ) are arranged in the row direction, and serve as select gate lines.

【0006】図16は、上記構成のNANDセルをマト
リクス状に配列したメモリセルアレイの等価回路を示し
ている。この例において、ソース線は例えば64本のビ
ット線毎に1箇所、コンタクトを介してアルミニウム
や、ポリシリコン等からなる基準電位配線に接続され
る。この基準電位配線は周辺回路に接続される。メモリ
セルの制御ゲート及び第1、第2の選択ゲートは、行方
向に連続的に配設される。通常、制御ゲートが共通に接
続されたメモリセルの集合を1ページと呼び、ドレイン
側(第1の選択ゲート)とソース側(第2の選択ゲー
ト)の1組の選択ゲートの間に配置されたページの集合
を1NANDブロック、又は単に1ブロックと呼ぶ。1
ページは例えば256バイト(256×8)個のメモリ
セルから構成される。1ページ分のメモリセルはほぼ同
時に書き込みが行われる。1ブロックは例えば2048
バイト(2048×8)個のメモリセルから構成され
る。1ブロック分のメモリセルはほぼ同時に消去され
る。
FIG. 16 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which NAND cells having the above configuration are arranged in a matrix. In this example, the source line is connected to a reference potential wiring made of aluminum, polysilicon, or the like via a contact, for example, at one place for every 64 bit lines. This reference potential wiring is connected to a peripheral circuit. The control gate and the first and second select gates of the memory cell are arranged continuously in the row direction. Usually, a set of memory cells to which control gates are commonly connected is called one page, and is arranged between a pair of select gates on the drain side (first select gate) and the source side (second select gate). A set of pages that have been set is called one NAND block or simply one block. 1
The page is composed of, for example, 256 bytes (256 × 8) memory cells. Writing is performed almost simultaneously on the memory cells for one page. One block is, for example, 2048
It is composed of byte (2048 × 8) memory cells. Memory cells for one block are erased almost simultaneously.

【0007】NAND型EEPROMの動作は例えば次
の通りである。データ書き込みは、ビット線から遠い方
のメモリセルから順に行う。選択されたメモリセルの制
御ゲートには昇圧された書き込み電圧Vpp(=20V程
度)を印加し、他の非選択メモリセルの制御ゲートおよ
び第1の選択ゲートには中間電位(=10V程度)を印
加し、ビット線にはデータに応じて0V(“0”書き込
み)又は中間電位(“1”書き込み)を印加する。この
ときビット線の電位は選択メモリセルに伝達される。デ
ータ“0”の書き込み時は、選択メモリセルの浮遊ゲー
トとチャネル間に高電圧がかかり、チャネルから浮遊ゲ
ートに電子がトンネル注入されて閾値電圧が正方向に移
動する。データ“1”の書き込み時、閾値電圧は変化し
ない。
The operation of the NAND type EEPROM is as follows, for example. Data writing is performed sequentially from the memory cell farthest from the bit line. A boosted write voltage Vpp (= about 20 V) is applied to the control gate of the selected memory cell, and an intermediate potential (about 10 V) is applied to the control gate and the first select gate of the other unselected memory cells. 0 V ("0" write) or an intermediate potential ("1" write) is applied to the bit line according to the data. At this time, the potential of the bit line is transmitted to the selected memory cell. When writing data “0”, a high voltage is applied between the floating gate and the channel of the selected memory cell, electrons are tunnel-injected from the channel to the floating gate, and the threshold voltage moves in the positive direction. When writing data “1”, the threshold voltage does not change.

【0008】データ消去は、ブロック単位でほぼ同時に
行われる。すなわち消去するブロックの全ての制御ゲー
ト、選択ゲートを0Vとし、p型ウエル及びn型基板に
昇圧された昇圧電位VppE (20V程度)を印加する。
消去を行わないブロックの制御ゲート、選択ゲートにも
VppE を印加する。これにより消去するブロックのメモ
リセルにおいて浮遊ゲートの電子がウエルに放出され、
閾値電圧が負方向に移動する。
Data erasure is performed almost simultaneously in block units. That is, all control gates and select gates of the block to be erased are set to 0 V, and a boosted potential VppE (about 20 V) is applied to the p-type well and the n-type substrate.
VppE is also applied to the control gate and select gate of the block that is not erased. As a result, the floating gate electrons are released to the wells in the memory cells of the block to be erased,
The threshold voltage moves in the negative direction.

【0009】データの読み出し動作は、ビット線をプリ
チャージした後にフローティングにし、選択されたメモ
リセルの制御ゲートを0V、それ以外のメモリセルの制
御ゲート、選択ゲートを電源電圧Vcc(例えば3V)、
ソース線を0Vとして、選択メモリセルで電流が流れる
か否かをビット線に検出することにより行われる。すな
わちメモリセルに書き込まれたデータが“0”(メモリ
セルの閾値Vth>0)ならばメモリセルはオフになるた
め、ビット線はプリチャージ電位を保つが、“1”(メ
モリセルの閾値Vth<0)ならばメモリセルはオンして
ビット線はプリチャージ電位から△Vだけ下がる。これ
らのビット線電位をセンスアンプで検出することによっ
て、メモリセルのデータが読み出される。
In the data reading operation, the bit line is precharged and then floated, the control gate of the selected memory cell is set to 0 V, the control gates of the other memory cells and the selection gate are set to the power supply voltage Vcc (for example, 3 V),
This is performed by setting the source line to 0 V and detecting whether or not a current flows in the selected memory cell, on the bit line. That is, if the data written in the memory cell is “0” (memory cell threshold Vth> 0), the memory cell is turned off, and the bit line maintains the precharge potential, but “1” (memory cell threshold Vth). If <0), the memory cell is turned on, and the bit line drops by ΔV from the precharge potential. By detecting these bit line potentials with a sense amplifier, data in a memory cell is read.

【0010】ところで、EEPROMの大容量化を実現
する手法の1つとして、1個のセルに3値以上の情報を
記憶させる多値記憶セルが知られている。図17は、メ
モリセルに4つの書き込み状態を設定することにより、
4値のデータを記憶する場合のメモリセルの閾値電圧
と、4つの書き込み状態(4レベルデータ“0”、
“1”、“2”、“3”)の関係を示している。データ
“0”は消去後の状態と同じで、例えば負の閾値を有
し、データ“1”は例えば0.5Vから0.8Vの間の
閾値を有している。データ“2”は例えば1.5Vから
1.8Vの間の閾値を有し、データ“3”は、例えば
2.5Vから2.8Vの間の閾値を有している。メモリ
セルの制御ゲートに、読み出し電圧VCG2Rを印加
し、メモリセルが“オン”するか“オフ”するかによ
り、メモリセルのデータが“0”、1”のいずれかか、
“2”、“3”のいずれかを検出できる。続いて、読み
出し電圧VCG3R、VCG1Rを印加することで、メ
モリセルのデータが“0”乃至“3”のいずれかかが完
全に検出される。読み出し電圧VCG1R、VCG2
R、VCG3Rは、例えばそれぞれ0V、1V、2Vと
される。電圧VCG1V、VCG2V、VCG3Vはベ
リファイ電圧と呼ばれ、データ書き込み時にはこれらベ
リファイ電圧を制御ゲートに印加してメモリセルの状態
を検出し、データが十分書き込まれたか否かをチェック
する。これらベリファイ電圧VCG1V、VCG2V、
VCG3Vは、例えばそれぞれ0.5V、1.5V、
2.5Vとされる。
Incidentally, as one of the techniques for realizing the large capacity of the EEPROM, a multi-value storage cell in which three or more values of information are stored in one cell is known. FIG. 17 shows that, by setting four write states in the memory cell,
The threshold voltage of the memory cell when storing quaternary data and four write states (four-level data “0”,
"1", "2", "3"). The data "0" is the same as the state after erasing, for example, has a negative threshold value, and the data "1" has, for example, a threshold value between 0.5V and 0.8V. Data "2" has a threshold value between 1.5V and 1.8V, for example, and data "3" has a threshold value between 2.5V and 2.8V, for example. A read voltage VCG2R is applied to the control gate of the memory cell, and depending on whether the memory cell is turned “ON” or “OFF”, the data of the memory cell is either “0” or “1”,
Either “2” or “3” can be detected. Subsequently, by applying the read voltages VCG3R and VCG1R, any one of data “0” to “3” in the memory cell is completely detected. Read voltage VCG1R, VCG2
R and VCG3R are set to, for example, 0 V, 1 V, and 2 V, respectively. The voltages VCG1V, VCG2V, and VCG3V are called verify voltages, and when data is written, these verify voltages are applied to the control gate to detect the state of the memory cell and check whether data is sufficiently written. These verify voltages VCG1V, VCG2V,
VCG3V is, for example, 0.5V, 1.5V,
2.5V.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図17に示
すような閾値電圧が設定された多値メモリセルでは、書
き込み時に例えば“1”、“2”、“3”を書き込む。
例えば公知文献 IEEE Journal of Solid-state Circuit
s,vol.31,no.11,1996,pp.1575-1582の記載では、先ず、
データ“1”を書き込んだ後、データ“2”を書き込
み、次に、データ“3”を書き込む。この場合、書き込
みの際に制御ゲートに印加する電圧Vppを、例えばデー
タ“1”の書き込みと、データ“2”の書き込みと、デ
ータ“3”の書き込みで同電位にすると、閾値電圧の高
い状態(“2”、“3”)の書き込みに時間がかかり、
書き込みスピードが遅くなるものの、データ“2”、
“3”の書き込みでVppを高くしすぎると、書き込みが
速くなる反面、例えばデータ“2”を書き込むべきメモ
リセルが最初の書き込みパルスでデータ“3”に書き込
まれ、誤書き込みを生じるという問題がある。すなわ
ち、トンネル酸化膜の膜厚等のばらつきにより、書き込
みやすいメモリセルと書き込みにくいメモリセルが存在
するため、書き込みやすいメモリセルにおいて誤書き込
みが発生する。
By the way, in a multivalued memory cell in which a threshold voltage is set as shown in FIG. 17, for example, "1", "2", and "3" are written at the time of writing.
For example, the publicly known document IEEE Journal of Solid-state Circuit
In the description of s, vol. 31, no. 11, 1996, pp. 1575-1582, first,
After writing data "1", write data "2" and then write data "3". In this case, when the voltage Vpp applied to the control gate at the time of writing is set to the same potential in, for example, writing of data “1”, writing of data “2”, and writing of data “3”, a state where the threshold voltage is high It takes time to write (“2”, “3”),
Although the writing speed is slow, data "2",
If Vpp is set too high in writing "3", the writing speed will be increased, but on the other hand, for example, a memory cell to which data "2" is to be written will be written to data "3" by the first writing pulse, causing a problem of erroneous writing. is there. That is, there are memory cells that are easy to write and memory cells that are hard to write due to variations in the thickness and the like of the tunnel oxide film, and thus erroneous writing occurs in the memory cells that are easy to write.

【0012】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、データの
書き込みにおいて、最適な書き込み電圧を印加すること
ができ、誤書き込みを生じることなく、高速に書き込み
を行うことが可能な不揮発性半導体記憶装置を提供しよ
うとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. It is an object of the present invention to apply an optimum write voltage in data writing, and to prevent erroneous writing. It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device which can perform writing at high speed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明の不揮発性半導
体記憶装置は、半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを
積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデー
タのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段と、前記メモリセルの制御ゲー
トにベリファイ電圧を印加し、前記メモリセルに前記デ
ータが十分に書き込まれているか否かをベリファイする
ベリファイ読み出し手段とを有し、前記閾値変動手段は
前記メモリセルにデータ“1”を書き込む第1書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第1の
書き込み電圧を印加し、前記メモリセルにデータ“2”
を書き込む第2書き込みサイクルで、前記制御ゲートと
前記半導体層間に第2の書き込み電圧を印加し、前記第
1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧の電位差は、デ
ータ“1”のベリファイ電圧とデータ“2”のベリファ
イ電圧の電位差に略等しくされている。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and includes n-value (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells storing one of the following are arranged in a matrix;
In order to change the threshold voltage of the memory cell according to the data, threshold changing means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer, and applying a verify voltage to the control gate of the memory cell, Verify read means for verifying whether or not the data has been sufficiently written in the memory cell, wherein the threshold value changing means is configured to connect the control gate with the control gate in a first write cycle of writing data "1" to the memory cell. A first write voltage is applied between the semiconductor layers, and data “2” is applied to the memory cell.
In a second write cycle for writing data, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer, and the potential difference between the first write voltage and the second write voltage is equal to the verify voltage of data “1” and the data voltage. The potential difference is substantially equal to the verify voltage of “2”.

【0014】この発明の不揮発性半導体記憶装置は、半
導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを積層して構成さ
れ、n値(nは3以上の自然数)のデータのうちの1つ
を記憶する電気的書き換え可能なメモリセルがマトリク
ス状に配置されたメモリセルアレイと、前記メモリセル
の閾値電圧を前記データに応じて変動させるため、前記
制御ゲートと前記半導体層との間に電圧を印加する閾値
変動手段と、前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ
電圧を印加し、前記メモリセルに前記データが十分に書
き込まれているか否かをベリファイするベリファイ読み
出し手段とを有し、前記閾値変動手段は前記メモリセル
にデータ“1”を書き込む第1書き込みサイクルで、前
記制御ゲートと前記半導体層間に第1の書き込み電圧を
印加し、前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2
書き込みサイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間
に第2の書き込み電圧を印加し、前記第2の書き込み電
圧は前記第1の書き込み電圧以上で、且つ前記第1の書
き込み電圧と第2の書き込み電圧の電位差は、データ
“1”のベリファイ電圧とデータ“2”のベリファイ電
圧の電位差以下である。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and stores one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix, and a threshold for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer in order to change a threshold voltage of the memory cell according to the data. Changing means; and verify reading means for applying a verify voltage to a control gate of the memory cell to verify whether the data is sufficiently written in the memory cell. A first write cycle for writing data “1” to a cell, applying a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer; The second write data "2" in Le
In a write cycle, applying a second write voltage between the control gate and the semiconductor layer, wherein the second write voltage is greater than or equal to the first write voltage, and wherein the first write voltage and the second write voltage Is less than or equal to the potential difference between the verify voltage of data "1" and the verify voltage of data "2".

【0015】この発明の不揮発性半導体記憶装置は、半
導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを積層して構成さ
れ、n値(nは3以上の自然数)のデータのうちの1つ
を記憶する電気的書き換え可能なメモリセルがマトリク
ス状に配置されたメモリセルアレイと、前記メモリセル
の閾値電圧を前記データに応じて変動させるため、前記
制御ゲートと前記半導体層との間に電圧を印加する閾値
変動手段と、前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ
電圧を印加し、前記メモリセルに前記データが十分に書
き込まれているか否かをベリファイするベリファイ読み
出し手段とを有し、前記閾値変動手段は前記メモリセル
にデータ“1”を書き込む第1書き込みサイクルで、前
記制御ゲートと前記半導体層間に第1の書き込み電圧を
印加し、前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2
書き込みサイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間
に第2の書き込み電圧を印加し、前記メモリセルにデー
タ“3”を書き込む第3書き込みサイクルで、前記制御
ゲートと前記半導体層間に第3の書き込み電圧を印加
し、前記メモリセルにデータ“j”を書き込む第j書き
込みサイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第
jの書き込み電圧を印加し、前記第1の書き込み電圧と
第2の書き込み電圧の電位差は、データ“1”のベリフ
ァイ電圧とデータ“2”のベリファイ電圧の電位差に略
等しく、前記第2の書き込み電圧と第3の書き込み電圧
の電位差は、データ“2”のベリファイ電圧とデータ
“3”のベリファイ電圧の電位差に略等しく、前記第j
(jはn−1以下の自然数)の書き込み電圧と第j+1
の書き込み電圧の電位差は、データ“j”のベリファイ
電圧とデータ“j+1”のベリファイ電圧の電位差に略
等しい。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and stores one of n-value (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix, and a threshold for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer in order to change a threshold voltage of the memory cell according to the data. Changing means; and verify reading means for applying a verify voltage to a control gate of the memory cell to verify whether the data is sufficiently written in the memory cell. A first write cycle for writing data “1” to a cell, applying a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer; The second write data "2" in Le
In a write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer, and in a third write cycle for writing data “3” to the memory cell, a third write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer. And applying a j-th write voltage between the control gate and the semiconductor layer in a j-th write cycle in which data “j” is written to the memory cell, and applying a first write voltage and a second write voltage The potential difference is substantially equal to the potential difference between the verify voltage of data “1” and the verify voltage of data “2”, and the potential difference between the second write voltage and the third write voltage is equal to the verify voltage of data “2” and the data “2”. 3 ″ is substantially equal to the potential difference of the verify voltage,
(J is a natural number equal to or less than n-1) and the (j + 1) th write voltage
Is substantially equal to the potential difference between the verify voltage of data "j" and the verify voltage of data "j + 1".

【0016】この発明の不揮発性半導体記憶装置は、半
導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを積層して構成さ
れ、n値(nは3以上の自然数)のデータのうちの1つ
を記憶する電気的書き換え可能なメモリセルがマトリク
ス状に配置されたメモリセルアレイと、前記メモリセル
の閾値電圧を前記データに応じて変動させるため、前記
制御ゲートと前記半導体層との間に電圧を印加する閾値
変動手段と、前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ
電圧を印加し、前記メモリセルに前記データが十分に書
き込まれているか否かをベリファイするベリファイ読み
出し手段とを有し、前記閾値変動手段は前記メモリセル
にデータ“1”を書き込む第1書き込みサイクルで、前
記制御ゲートと前記半導体層間に第1の書き込み電圧を
印加し、前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2
書き込みサイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間
に第2の書き込み電圧を印加し、前記メモリセルにデー
タ“3”を書き込む第3書き込みサイクルで、前記制御
ゲートと前記半導体層間に第3の書き込み電圧を印加
し、前記メモリセルにデータ“j”を書き込む第j書き
込みサイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第
jの書き込み電圧を印加し、前記第2の書き込み電圧は
前記第1の書き込み電圧以上で、且つ前記第1の書き込
み電圧と第2の書き込み電圧の電位差は、データ“1”
のベリファイ電圧とデータ“2”のベリファイ電圧の電
位差以下であり、前記第3の書き込み電圧は前記第2の
書き込み電圧以上で、且つ前記第2の書き込み電圧と第
3の書き込み電圧の電位差は、データ“2”のベリファ
イ電圧とデータ“3”のベリファイ電圧の電位差以下で
あり、前記第j+1(jはn−1以下の自然数)の書き
込み電圧は前記第jの書き込み電圧以上で、且つ第jの
書き込み電圧と第j+1の書き込み電圧の電位差は、デ
ータ“j”のベリファイ電圧とデータ“j+1”のベリ
ファイ電圧の電位差以下である。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and stores one of n-value (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix, and a threshold for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer in order to change a threshold voltage of the memory cell according to the data. Changing means; and verify reading means for applying a verify voltage to a control gate of the memory cell to verify whether the data is sufficiently written in the memory cell. A first write cycle for writing data “1” to a cell, applying a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer; The second write data "2" in Le
In a write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer, and in a third write cycle for writing data “3” to the memory cell, a third write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer. And applying a j-th write voltage between the control gate and the semiconductor layer in a j-th write cycle for writing data “j” to the memory cell, wherein the second write voltage is the first write voltage. As described above, the potential difference between the first write voltage and the second write voltage is the data “1”.
And the third write voltage is equal to or higher than the second write voltage, and the potential difference between the second write voltage and the third write voltage is: The potential difference between the verify voltage of the data “2” and the verify voltage of the data “3” is equal to or less than the potential, and the (j + 1) th (j is a natural number equal to or less than n−1) write voltage is equal to or more than the jth write voltage and the jth Is less than or equal to the potential difference between the verify voltage for data "j" and the verify voltage for data "j + 1".

【0017】この発明の不揮発性半導体記憶装置は、半
導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを積層して構成さ
れ、n値(nは3以上の自然数)のデータのうちの1つ
を記憶する電気的書き換え可能なメモリセルがマトリク
ス状に配置されたメモリセルアレイと、前記メモリセル
の閾値電圧を前記データに応じて変動させるため、前記
制御ゲートと前記半導体層との間に電圧を印加する閾値
変動手段と、前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ
電圧を印加し、前記メモリセルに前記データが十分に書
き込まれているか否かをベリファイするベリファイ読み
出し手段とを有し、前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1書き込みサイクルで、前記閾値変動手段によ
り前記制御ゲートと前記半導体層間に第1の書き込み電
圧を印加する第1の書き込み動作と、第1のベリファイ
読み出し動作とを、前記メモリセルにデータ“1”が十
分に書き込まれるまで繰り返し行い、前記メモリセルに
データ“2”を書き込む第2書き込みサイクルで、前記
閾値変動手段により前記制御ゲートと前記半導体層間に
第2の書き込み電圧を印加する第2の書き込み動作と、
第2のベリファイ読み出し動作とを、前記メモリセルに
データ“2”が十分に書き込まれるまで繰り返し行い、
前記第1の書き込み電圧は第1の初期書き込み電圧Vpp
1 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp1 だけ増加
し、前記第2の書き込み電圧は第2の初期書き込み電圧
Vpp2 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp2 だけ増
加し、前記第1の初期書き込み電圧と第2の初期書き込
み電圧の電位差は、第1のベリファイ電圧と第2のベリ
ファイ電圧の電位差に略等しい。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and stores one of n-value (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix, and a threshold for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer in order to change a threshold voltage of the memory cell according to the data. Varying means; and verify reading means for applying a verify voltage to a control gate of the memory cell to verify whether the data is sufficiently written in the memory cell. A first write cycle in which a first write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer by the threshold value changing means in a first write cycle for writing "". The write operation and the first verify read operation are repeated until data “1” is sufficiently written in the memory cell, and the threshold change is performed in a second write cycle in which data “2” is written in the memory cell. A second write operation for applying a second write voltage between the control gate and the semiconductor layer by means;
Repeating the second verify read operation until data "2" is sufficiently written in the memory cell;
The first write voltage is a first initial write voltage Vpp
The second write voltage increases from the second initial write voltage Vpp2 by the voltage ΔVpp2 each time a write voltage is applied from 1 to the first initial write voltage, and the second initial write voltage increases by the voltage ΔVpp1 each time the write voltage is applied. 2 is substantially equal to the potential difference between the first verify voltage and the second verify voltage.

【0018】この発明の不揮発性半導体記憶装置は、半
導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを積層して構成さ
れ、n値(nは3以上の自然数)のデータのうちの1つ
を記憶する電気的書き換え可能なメモリセルがマトリク
ス状に配置されたメモリセルアレイと、前記メモリセル
の閾値電圧を前記データに応じて変動させるため、前記
制御ゲートと前記半導体層との間に電圧を印加する閾値
変動手段と、前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ
電圧を印加し、前記メモリセルに前記データが十分に書
き込まれているか否かをベリファイするベリファイ読み
出し手段とを有し、前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1書き込みサイクルで、前記閾値変動手段によ
り前記制御ゲートと前記半導体層間に第1の書き込み電
圧を印加する第1の書き込み動作と、第1のベリファイ
読み出し動作とを、前記メモリセルにデータ“1”が十
分に書き込まれるまで繰り返し行い、前記メモリセルに
データ“2”を書き込む第2書き込みサイクルで、前記
閾値変動手段により前記制御ゲートと前記半導体層間に
第2の書き込み電圧を印加する第2の書き込み動作と、
第2のベリファイ読み出し動作とを、前記メモリセルに
データ“2”が十分に書き込まれるまで繰り返し行い、
前記第1の書き込み電圧は第1の初期書き込み電圧Vpp
1 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp1 だけ増加
し、前記第2の書き込み電圧は第2の初期書き込み電圧
Vpp2 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp2 だけ増
加し、前記第2の初期書き込み電圧は前記第1の初期書
き込み電圧以上で、且つ前記第1の初期書き込み電圧と
第2の初期書き込み電圧の電位差は、第1のベリファイ
電圧と第2のベリファイ電圧の電位差以下である。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and stores one of n-value (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix, and a threshold for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer in order to change a threshold voltage of the memory cell according to the data. Varying means; and verify reading means for applying a verify voltage to a control gate of the memory cell to verify whether the data is sufficiently written in the memory cell. A first write cycle in which a first write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer by the threshold value changing means in a first write cycle for writing "". The write operation and the first verify read operation are repeated until data “1” is sufficiently written in the memory cell, and the threshold change is performed in a second write cycle in which data “2” is written in the memory cell. A second write operation for applying a second write voltage between the control gate and the semiconductor layer by means;
Repeating the second verify read operation until data "2" is sufficiently written in the memory cell;
The first write voltage is a first initial write voltage Vpp
From 1 to the voltage ΔVpp1 each time a write voltage is applied, the second write voltage increases from a second initial write voltage Vpp2 by a voltage ΔVpp2 each time a write voltage is applied, and the second initial write voltage is The potential difference between the first initial write voltage and the first initial write voltage and the second initial write voltage is equal to or less than the potential difference between the first verify voltage and the second verify voltage.

【0019】前記電圧ΔVpp1 とΔVpp2 は略等しい。
前記第1の初期書き込み電圧印加前に、複数のダミーパ
ルスが印加され、各ダミーパルス相互の電位差は前記電
圧ΔVpp1 である。
The voltages ΔVpp1 and ΔVpp2 are substantially equal.
Before applying the first initial write voltage, a plurality of dummy pulses are applied, and the potential difference between the dummy pulses is the voltage ΔVpp1.

【0020】前記第1及び第2の初期書き込み電圧印加
前には、それぞれ第1及び第2のダミーパルスが印加さ
れ、前記第1及び第2のダミーパルスの初期電位は略等
しい。
Before the application of the first and second initial write voltages, first and second dummy pulses are applied, respectively, and the initial potentials of the first and second dummy pulses are substantially equal.

【0021】前記電圧ΔVpp1 及びΔVpp2 の少なくと
も一方は、前記各データの閾値分布幅以下の電圧であ
る。この発明の不揮発性半導体記憶装置は、半導体層上
に電荷蓄積層と制御ゲートを積層して構成され、n値
(nは3以上の自然数)のデータのうちの1つを記憶す
る電気的書き換え可能なメモリセルがマトリクス状に配
置されたメモリセルアレイと、前記メモリセルの閾値電
圧を前記データに応じて変動させるため、前記制御ゲー
トと前記半導体層との間に電圧を印加する閾値変動手段
とを有し、前記閾値変動手段は前記メモリセルにデータ
“1”を書き込む第1の期間に、前記制御ゲートと前記
半導体層間に第1の書き込み電圧を印加し、前記メモリ
セルにデータ“2”を書き込む第2の期間に、前記制御
ゲートと前記半導体層間に第2の書き込み電圧を印加
し、前記第1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧の電
位差は、データ“1”の閾値分布の実質的な下限値とデ
ータ“2”の閾値分布の実質的な下限値の電位差に略等
しい。
At least one of the voltages ΔVpp1 and ΔVpp2 is a voltage equal to or smaller than the threshold distribution width of each data. The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and electrically rewrites one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array in which possible memory cells are arranged in a matrix, and a threshold varying means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data. The threshold varying means applies a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer during a first period in which data “1” is written to the memory cell, and applies data “2” to the memory cell. A second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer during a second period of writing data, and a potential difference between the first write voltage and the second write voltage is set to a threshold value of data “1”. Approximately equal to the potential difference between the substantial lower limit of the threshold distribution of the substantial lower limit of the distribution and the data "2".

【0022】この発明の不揮発性半導体記憶装置は、半
導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを積層して構成さ
れ、n値(nは3以上の自然数)のデータのうちの1つ
を記憶する電気的書き換え可能なメモリセルがマトリク
ス状に配置されたメモリセルアレイと、前記メモリセル
の閾値電圧を前記データに応じて変動させるため、前記
制御ゲートと前記半導体層との間に電圧を印加する閾値
変動手段とを有し、前記閾値変動手段は前記メモリセル
にデータ“1”を書き込む第1の期間に、前記制御ゲー
トと前記半導体層間に第1の書き込み電圧を印加し、前
記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2の期間に、
前記制御ゲートと前記半導体層間に第2の書き込み電圧
を印加し、前記第2の書き込み電圧は前記第1の書き込
み電圧以上で、且つ前記第1の書き込み電圧と第2の書
き込み電圧の電位差は、データ“1”の閾値分布の実質
的な下限値とデータ“2”の閾値分布の実質的な下限値
の電位差以下である。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer, and stores one of n-value (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array in which electrically rewritable memory cells are arranged in a matrix, and a threshold for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer in order to change a threshold voltage of the memory cell according to the data. And a threshold change unit that applies a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer during a first period of writing data “1” to the memory cell, In the second period of writing “2”,
A second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer, the second write voltage is equal to or higher than the first write voltage, and a potential difference between the first write voltage and the second write voltage is: It is equal to or less than the potential difference between the substantial lower limit of the threshold distribution of data “1” and the substantial lower limit of the threshold distribution of data “2”.

【0023】前記書き込み電圧は、前記第1の書き込み
電圧とは独立してその値が設定される。前記第1の書き
込み電圧は、前記第1の初期書き込み電圧Vpp1 から第
1の書き込み終了電圧まで書き込み電圧印加の度に前記
電圧ΔVpp1 だけ増加し、前記第2の初期書き込み電圧
Vpp2 は、前記第1の書き込み終了電圧とは独立してそ
の値が設定される。前記書き込み電圧は制御ゲートの電
位を変化させることにより設定される。前記書き込み電
圧は半導体層の電位を変化させることにより設定され
る。
The value of the write voltage is set independently of the first write voltage. The first write voltage is increased by the voltage ΔVpp1 every time a write voltage is applied from the first initial write voltage Vpp1 to a first write end voltage, and the second initial write voltage Vpp2 is increased by the first write voltage Vpp1. Is set independently of the write end voltage. The write voltage is set by changing the potential of the control gate. The write voltage is set by changing the potential of the semiconductor layer.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、本発明のメモリ
セル及び読み出し・書き込み回路の一部を示し、図2
は、本発明の全体的な構成図を示し、図3は、本発明の
メモリセルの閾値電圧分布を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a part of a memory cell and a read / write circuit of the present invention.
1 shows an overall configuration diagram of the present invention, and FIG. 3 shows a threshold voltage distribution of the memory cell of the present invention.

【0025】図2において、メモリセルアレイ1は図示
せぬ浮遊ゲートと制御ゲートを具備する多値不揮発性メ
モリセルがNAND型に接続されてセルユニットを構成
し、これがアレイ状に配列されている。
In FIG. 2, a memory cell array 1 has a multi-level nonvolatile memory cell having a floating gate and a control gate (not shown) connected in a NAND type to form a cell unit, which is arranged in an array.

【0026】ビット線制御回路2はこの発明の主要部と
してのセンスアンプ/データラッチ回路を含み、前記メ
モリセルアレイ1への記憶データの書き込み、ベリファ
イ及び読み出し動作を行うためにビット線を制御する。
特に、ビット線制御回路2は、プログラム/ベリファイ
制御回路8とともにベリファイ読み出し手段を構成す
る。
The bit line control circuit 2 includes a sense amplifier / data latch circuit as a main part of the present invention, and controls a bit line for writing, verifying, and reading stored data in the memory cell array 1.
In particular, the bit line control circuit 2 constitutes verify read means together with the program / verify control circuit 8.

【0027】カラムデコーダ3は、アドレスバッファ4
の信号を受けて、デコードされたアドレス信号をビット
線に送り、ロウデコーダ5は前記アドレスバッファ4の
信号を受けて、デコードされた信号をメモリセルアレイ
1のワード線に送る。データの書き込み時に、例えば選
択されたワード線には、後述するように、各データ毎に
複数回に分けて書き込み電圧が供給される。
The column decoder 3 includes an address buffer 4
, And sends the decoded address signal to the bit line. The row decoder 5 receives the signal of the address buffer 4 and sends the decoded signal to the word line of the memory cell array 1. At the time of writing data, for example, a write voltage is supplied to a selected word line a plurality of times for each data, as described later.

【0028】データ入出力バッファ回路6は、センスラ
ッチ回路とデータの授受を行う。ベリファイ一括検知回
路7は、ベリファイ動作の結果をページ単位に一括して
検知する。メモリセルの閾値変動手段としてのプログラ
ム/ベリファイ制御回路8は、メモリセルアレイ1への
データの書き込み、書き込みベリファイ等の各動作を制
御する。プログラム終了フラグ出力部9はプログラムの
終了を検知する。
The data input / output buffer circuit 6 exchanges data with the sense latch circuit. The verify batch detection circuit 7 detects the result of the verify operation collectively for each page. A program / verify control circuit 8 as a memory cell threshold variation unit controls each operation such as data writing to the memory cell array 1 and write verification. The program end flag output unit 9 detects the end of the program.

【0029】図1は、前記メモリセルアレイ1と前記ビ
ット線制御回路2の具体的な構成を示すものであり、ビ
ット線BL1、BL2についての構成を示している。各
NAND型EEPROMセル11a、11bは、それぞ
れ16個のEEPROMセルと2個の選択ゲートが直列
接続されて構成されている。各NAND型EEPROM
セル11a、11bの一端はビット線BL1、BL2に
接続され、他端はソース線Vsourceに接続されている。
前記ビット線BL1、BL2の一端にはトランジスタQ
1、Q2を介して電源電圧Vccが供給される。これらト
ランジスタQ1、Q2のゲートにはそれぞれ信号Vh1、
Vh2が供給される。前記ビット線BL1、BL2の一端
はトランジスタQ3、Q4をそれぞれ介してトランジス
タQ7、Q8の一端に接続されている。前記トランジス
タQ3、Q4のゲートには信号SS1、SS2がそれぞ
れ供給され、前記トランジスタQ7、Q8のゲートには
信号Vpg1 、Vpg2 がそれぞれ供給されている。前記ト
ランジスタQ3とQ7の相互間には、トランジスタQ5
(PチャネルMOSFET)を介して電源電圧Vccが供
給される。前記トランジスタQ5のゲートには信号Vre
f が供給されている。前記トランジスタQ3とQ7の接
続ノードと、前記トランジスタQ4、Q8の接続ノード
N3は互いに接続され、これら接続ノードはトランジス
タQ6を介して接地されている。このトランジスタQ6
のゲートには信号Vreset が供給されている。前記トラ
ンジスタQ7、Q8はトランジスタQ9、Q10を介し
てデータ線IO1、IO2に接続される。これらトラン
ジスタQ9、Q10のゲートにはカラム選択信号CSL
が供給されている。
FIG. 1 shows a specific configuration of the memory cell array 1 and the bit line control circuit 2, and shows a configuration of bit lines BL1 and BL2. Each of the NAND type EEPROM cells 11a and 11b includes 16 EEPROM cells and two select gates connected in series. Each NAND type EEPROM
One ends of the cells 11a and 11b are connected to bit lines BL1 and BL2, and the other ends are connected to a source line Vsource.
A transistor Q is connected to one end of each of the bit lines BL1 and BL2.
1, a power supply voltage Vcc is supplied via Q2. The gates of these transistors Q1 and Q2 are connected to the signal Vh1,
Vh2 is supplied. One ends of the bit lines BL1 and BL2 are connected to one ends of transistors Q7 and Q8 via transistors Q3 and Q4, respectively. Signals SS1 and SS2 are supplied to the gates of the transistors Q3 and Q4, respectively, and signals Vpg1 and Vpg2 are supplied to the gates of the transistors Q7 and Q8, respectively. A transistor Q5 is provided between the transistors Q3 and Q7.
The power supply voltage Vcc is supplied via a (P-channel MOSFET). The signal Vre is applied to the gate of the transistor Q5.
f is supplied. A connection node between the transistors Q3 and Q7 and a connection node N3 between the transistors Q4 and Q8 are connected to each other, and these connection nodes are grounded via a transistor Q6. This transistor Q6
Is supplied with a signal Vreset. The transistors Q7 and Q8 are connected to data lines IO1 and IO2 via transistors Q9 and Q10. The gates of these transistors Q9 and Q10 have column selection signals CSL.
Is supplied.

【0030】前記トランジスタQ7とQ9の接続ノード
にはインバータ回路I11、I12からなるラッチ回路
LT1の一端が接続されている。このラッチ回路LT1
の他端N1はトランジスタQ11、Q12、Q13を介
して接地されている。このトランジスタQ11のゲート
は前記トランジスタQ4、Q8の接続ノードN3に接続
され、トランジスタQ12のゲートは前記トランジスタ
Q8とトランジスタQ10の接続ノードに接続されてい
る。前記トランジスタQ13のゲートには信号VL2が供
給されている。
A connection node between the transistors Q7 and Q9 is connected to one end of a latch circuit LT1 including inverter circuits I11 and I12. This latch circuit LT1
The other end N1 is grounded via transistors Q11, Q12 and Q13. The gate of the transistor Q11 is connected to the connection node N3 of the transistors Q4 and Q8, and the gate of the transistor Q12 is connected to the connection node of the transistors Q8 and Q10. The signal VL2 is supplied to the gate of the transistor Q13.

【0031】前記トランジスタQ8とQ10の接続点に
はインバータ回路I21、I22からなるラッチ回路L
T2の一端が接続されている。このラッチ回路LT2の
他端N2はトランジスタQ14、Q15を介して接地さ
れている。前記トランジスタQ14のゲートは前記接続
ノードN3に接続され、トランジスタQ15のゲートに
は信号VL3が供給されている。
A connection point between the transistors Q8 and Q10 is connected to a latch circuit L including inverter circuits I21 and I22.
One end of T2 is connected. The other end N2 of the latch circuit LT2 is grounded via transistors Q14 and Q15. The gate of the transistor Q14 is connected to the connection node N3, and the gate of the transistor Q15 is supplied with the signal VL3.

【0032】さらに、前記トランジスタQ11とQ12
の接続ノードと接地間にはトランジスタQ16、Q17
が直列接続されている。前記トランジスタQ16のゲー
トは前記ラッチ回路LT2の他端N2に接続され、前記
トランジスタQ17のゲートには信号VL1が供給されて
いる。
Further, the transistors Q11 and Q12
Transistors Q16, Q17
Are connected in series. The gate of the transistor Q16 is connected to the other end N2 of the latch circuit LT2, and the signal VL1 is supplied to the gate of the transistor Q17.

【0033】上記構成において、ビット線制御回路2の
動作について説明する。ビット線制御回路2は2本のビ
ット線(BL1、BL2)で共有されており、例えばビ
ット線BL1に接続されたメモリセルMC1を選択する
際には信号SS1を選択、信号SS2を非選択とし、ビ
ット線BL1をビット線制御回路2に接続する。
The operation of the bit line control circuit 2 in the above configuration will be described. The bit line control circuit 2 is shared by the two bit lines (BL1, BL2). For example, when selecting the memory cell MC1 connected to the bit line BL1, the signal SS1 is selected and the signal SS2 is not selected. , And the bit line BL1 is connected to the bit line control circuit 2.

【0034】<データ読み出し>図4は、メモリセルM
C1の読み出しタイミング図を示している。先ず、時刻
t1Rに信号Vreset に応じてトランジスタQ6がオン
とされ、ラッチ回路LT1、LT2がリセットされる。
この後、記憶データが“3”であるか否かを検出するた
め、時刻t2Rにおいて、制御ゲートCG1を2.4V
としてメモリセルMC1のデータをビット線BL1に読
み出す。この際、記憶データが“3”である場合、ビッ
ト線BL1の電位はハイレベルとなり、トランジスタQ
14、Q11がオンとなる。また、ラッチ回路LT2の
ノードN2はハイレベルであるため、トランジスタQ1
6もオンとなっている。時刻t3Rに、信号VL1がハ
イレベルとなると、トランジスタQ17がオンとなり、
ラッチ回路LT1のノードN1が接地され、ラッチ回路
LT1のラッチデータが反転する。このようにして、ビ
ット線BL1に読み出されたデータがラッチ回路LT1
にラッチされる。
<Data Read> FIG.
FIG. 5 shows a read timing diagram of C1. First, at time t1R, the transistor Q6 is turned on in response to the signal Vreset, and the latch circuits LT1 and LT2 are reset.
Thereafter, at time t2R, the control gate CG1 is set to 2.4 V to detect whether or not the stored data is "3".
, The data of the memory cell MC1 is read to the bit line BL1. At this time, when the stored data is “3”, the potential of the bit line BL1 becomes high level, and the transistor Q
14, Q11 is turned on. Since the node N2 of the latch circuit LT2 is at a high level, the transistor Q1
6 is also on. When the signal VL1 goes high at time t3R, the transistor Q17 turns on,
The node N1 of the latch circuit LT1 is grounded, and the latch data of the latch circuit LT1 is inverted. In this manner, the data read to bit line BL1 is applied to latch circuit LT1.
Latched.

【0035】次に、時刻t4Rにおいて、メモリセルに
記憶されているデータが“0”又は“1”であるか、或
いは“2”または“3”であるかを検出するため、制御
ゲートCG1が1.2Vとされ、メモリセルのデータが
ビット線BL1に読み出される。この時、メモリセルに
記憶されているデータが“2”または“3”である場
合、ビット線BL1の電位はハイレベルとなる。この
後、時刻t5Rにおいて、信号VL3がハイレベルとな
ると、トランジスタQ15がオンする。このため、ラッ
チ回路LT2のノードN2が接地され、ラッチ回路LT
2が反転され、ビット線BL1のデータがラッチ回路L
T2にラッチされる。
Next, at time t4R, to detect whether the data stored in the memory cell is "0" or "1" or "2" or "3", the control gate CG1 is turned on. The voltage is set to 1.2 V, and the data of the memory cell is read to the bit line BL1. At this time, when the data stored in the memory cell is “2” or “3”, the potential of the bit line BL1 becomes high level. Thereafter, at time t5R, when the signal VL3 goes high, the transistor Q15 turns on. Therefore, the node N2 of the latch circuit LT2 is grounded, and the latch circuit LT
2 is inverted and the data on the bit line BL1 is
Latched at T2.

【0036】続いて、メモリセルに記憶されているデー
タが“0”であるか否かを検出するため、制御ゲートC
G1を0Vとしてメモリセルのデータがビット線BL1
に読み出される。この時、時刻t6Rに信号VL1がハ
イレベルとされると、ラッチ回路LT1にデータがラッ
チされる。このようにすることにより、メモリセルのデ
ータがラッチ回路LT1、LT2に読み出される。
Subsequently, the control gate C is used to detect whether the data stored in the memory cell is "0".
When G1 is set to 0V, the data of the memory cell is changed to the bit line BL1.
Is read out. At this time, when the signal VL1 goes high at time t6R, data is latched in the latch circuit LT1. By doing so, the data of the memory cell is read out to the latch circuits LT1 and LT2.

【0037】上記のように、ビット線に読み出されたデ
ータのレベルに応じてラッチ回路LT1、LT2のラッ
チデータが変化され、メモリセルのデータがラッチ回路
LT1、LT2にラッチされる。これらラッチ回路LT
1、LT2の一端(V2、V1)に最終的にラッチされ
るデータは、図4に示すように、メモリセルのデータが
“1”の場合(“L”、“H”)(但し、“L”はロー
レベル、“H”はハイレベル)、“2”の場合
(“H”、“L”)、“3”の場合(“H”、
“H”)、“0”の場合(“L”、“L”)となる。
As described above, the latch data of the latch circuits LT1 and LT2 is changed according to the level of the data read to the bit line, and the data of the memory cell is latched by the latch circuits LT1 and LT2. These latch circuits LT
1, the data finally latched at one end (V2, V1) of LT2 is, as shown in FIG. 4, when the data of the memory cell is "1"("L","H") (where " L is low level, “H” is high level), “2” (“H”, “L”), “3” (“H”,
“H”) and “0” (“L”, “L”).

【0038】<データ書き込み>図5は、データの書き
込みのフローチャートを示し、図6は、そのタイミング
チャートを示し、図7は、書き込み電圧の波形図を示し
ている。データの書き込みは、図5に示すように、先
ず、データ“1”が書き込まれるメモリセルが十分に書
き込まれるまでデータ“1”の書き込み、及びデータ
“1”のベリファイ読み出しが行われる(ST1〜ST
3)。続いて、データ“2”が書き込まれるメモリセル
が十分に書き込まれるまでデータ“2”の書き込み、及
びデータ“2”のベリファイ読み出しが行われる(ST
4〜ST6)。最後に、データ“3”が書き込まれるメ
モリセルが十分に書き込まれるまでデータ“3”の書き
込み、及びデータ“3”のベリファイ読み出しが行われ
る(ST7〜ST9)。
<Data Writing> FIG. 5 shows a flowchart of data writing, FIG. 6 shows a timing chart thereof, and FIG. 7 shows a waveform diagram of a writing voltage. As shown in FIG. 5, first, as shown in FIG. 5, writing of data "1" and verify reading of data "1" are performed until the memory cell to which data "1" is written is sufficiently written (ST1 to ST1). ST
3). Subsequently, writing of data “2” and verify reading of data “2” are performed until the memory cell to which data “2” is written is sufficiently written (ST).
4-ST6). Finally, writing of data "3" and verify reading of data "3" are performed until the memory cell to which data "3" is written is sufficiently written (ST7 to ST9).

【0039】図6を参照して書き込み動作について説明
する。尚、図6では、第1乃至第3の書き込みサイクル
において、書き込み及びベリファイ読み出し動作は一回
ずつとなっているが、実際は、図5、図7に示すよう
に、必要に応じて繰り返される。前記ラッチ回路LT
1、LT2には、書き込みに先立って書き込みデータが
入力される。これらラッチ回路LT1、LT2の一端の
電位(V1,V2)は、データ“0”を書き込む場合
(書き込み非選択)では(“H”、“H”)、データ
“1”を書き込む場合(“L”、“H”)、データ
“2”を書き込む場合(“H”、“L”)、データ
“3”を書き込む場合(“L”、“L”)である。
The write operation will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the write and verify read operations are performed once each in the first to third write cycles, but in reality, as shown in FIGS. 5 and 7, they are repeated as necessary. The latch circuit LT
1. Write data is input to LT2 prior to writing. The potentials (V1 and V2) at one ends of the latch circuits LT1 and LT2 are “H” and “H” when data “0” is written (write non-selection), and when data “1” is written (“L”). , "H"), writing data "2"("H","L"), and writing data "3"("L","L").

【0040】以下、図1のメモリセルMC1に書き込み
を行う場合を例に説明する。但し、書き込みを行うメモ
リセルMC1の閾値電圧分布は図3に示すようである。 <データ“1”書き込み>先ず、時刻tp1において、
データ“1”の書き込みが行われる。この時、ラッチ回
路LT1のデータがビット線BL1に出力される。制御
ゲートCG1には書き込み用の高電圧Vppが印加され、
他の制御ゲートCG2、CG3…CG8にはVM10
(10V程度)が印加される。高電圧Vppの波形は具体
的には、図7に示す通りである。すなわち、最初の書き
込み用の電圧Vppは、最初の書き込み動作において、最
も書き込みやすいメモリセル、つまり、最も速く書き込
まれるメモリセルが十分データ“1”に書き込まれる電
圧Vpp1 である。書き込みやすいメモリセルと書き込み
にくいメモリセルが存在するのは、トンネル酸化膜厚等
がばらつくからである。この電圧Vpp1 は例えば16V
であればよい。
Hereinafter, a case in which writing is performed to the memory cell MC1 in FIG. 1 will be described as an example. However, the threshold voltage distribution of the memory cell MC1 to which writing is performed is as shown in FIG. <Write of Data “1”> First, at time tp1,
Data "1" is written. At this time, data of the latch circuit LT1 is output to the bit line BL1. A high voltage Vpp for writing is applied to the control gate CG1,
The other control gates CG2, CG3,.
(About 10 V) is applied. The waveform of the high voltage Vpp is specifically as shown in FIG. That is, the first write voltage Vpp is the voltage Vpp1 at which the memory cell that is most easily written in the first write operation, that is, the memory cell to which the fastest write is performed is sufficiently written with data “1”. The reason why there are memory cells that are easy to write and memory cells that are difficult to write is that the thickness of the tunnel oxide film and the like vary. This voltage Vpp1 is, for example, 16V
Should be fine.

【0041】時刻tp2において、前記電圧Vpp1 によ
る書き込みが終了すると、時刻tp3において、制御ゲ
ートCG1に電圧0.4Vを印加してベリファイ読み出
しを開始する。時刻tp4において、信号VL2がハイ
レベルになることにより、ビット線のデータがセンスさ
れラッチ回路LT1にラッチされる。すなわち、書き込
みが十分であり、ビット線BL1の電位がベリファイ電
圧0.4Vより高くなっている場合、トランジスタQ1
1がオンする。さらに、トランジスタQ12はラッチ回
路LT2の一端の電圧V2がハイレベルであるためオ
ン、トランジスタQ13は前記信号VL2がハイレベル
であるためオンとなる。したがって、ラッチ回路LT1
のノードN1がこれらトランジスタQ11、Q12、Q
13を介して接地されるため、ラッチ回路LT1の一端
の電圧V1はハイレベルとなる。このように、書き込み
が十分の場合、追加書き込みはしない。
At time tp2, when the writing with the voltage Vpp1 ends, at time tp3, a voltage of 0.4 V is applied to the control gate CG1 to start verify reading. At time tp4, when the signal VL2 goes high, the data on the bit line is sensed and latched by the latch circuit LT1. That is, when writing is sufficient and the potential of the bit line BL1 is higher than the verify voltage 0.4V, the transistor Q1
1 turns on. Further, the transistor Q12 is turned on because the voltage V2 at one end of the latch circuit LT2 is at a high level, and the transistor Q13 is turned on because the signal VL2 is at a high level. Therefore, the latch circuit LT1
Of the transistors Q11, Q12, Q
13, the voltage V1 at one end of the latch circuit LT1 is at a high level. As described above, when writing is sufficient, additional writing is not performed.

【0042】また、書き込みが不十分の場合、ラッチ回
路LT1の一端の電圧V1はローレベルのままであり、
追加書き込みが行われる。追加書き込み毎に、書き込み
電圧Vppは図7のようにΔVpp1 ずつ増加される。デー
タ“1”書き込み、及び“1”ベリファイはデータ
“1”を書き込むメモリセルが全て十分に書き込まれる
まで行われる。つまり、データ“1”を書き込むメモリ
セルが接続されるラッチ回路LT1の電圧V1が全てハ
イレベルとなるまで行われる。
When writing is insufficient, the voltage V1 at one end of the latch circuit LT1 remains at low level,
Additional writing is performed. With each additional write, the write voltage Vpp is increased by ΔVpp1 as shown in FIG. Data “1” writing and “1” verification are performed until all the memory cells to which data “1” is written are sufficiently written. That is, the operation is performed until all the voltages V1 of the latch circuits LT1 to which the memory cells to which the data “1” is written are connected are at the high level.

【0043】書き込み電圧Vppに電源電圧依存性がな
く、読み出し時のアレイノイズがない理想的な場合に
は、データ“1”の閾値電圧分布はほぼΔVpp1 とな
る。したがって、図3に示すような0.4Vの閾値電圧
分布を得るためには、ΔVpp1 を理想的には0.4Vに
すればよい。実際には、書き込み電圧Vppに電源依存性
や、読み出し時のアレイノイズがあるので、ΔVpp1 は
0.2Vにすればよい。つまり、最初の書き込みではV
ppは16V、2番目の書き込みでは16.2V、3番目
は16.4Vと、初期値Vpp1 から0.2Vずつ昇圧す
ればよい。
In an ideal case where the write voltage Vpp does not depend on the power supply voltage and there is no array noise at the time of reading, the threshold voltage distribution of the data “1” becomes approximately ΔVpp1. Therefore, in order to obtain a threshold voltage distribution of 0.4 V as shown in FIG. 3, ΔVpp1 should ideally be set to 0.4 V. Actually, ΔVpp1 may be set to 0.2 V because the write voltage Vpp has power dependency and array noise at the time of reading. That is, in the first write, V
pp is 16V, 16.2V in the second writing, 16.4V in the third writing, and the voltage may be increased by 0.2V from the initial value Vpp1.

【0044】<データ“2”書き込み>引き続きデータ
“2”の書き込みが行われる。データ“2”を書き込む
ときの書き込み電圧Vppの初期値Vpp2 (図7参照)
は、前記Vpp1 に比べて“1”ベリファイ時と“2”ベ
リファイ時の制御ゲート電圧(ベリファイ電圧)の差、
換言すれば図3におけるデータ“1”の閾値電圧分布の
実質的な下限値とデータ“2”の閾値電圧分布の実質的
な下限値の差である1.2V(図3のV12に相当)だ
け高い電圧であればよい。すなわち、 Vpp2 =Vpp1 +V12 であればよい。したがって、Vpp1 が16Vの場合、V
pp2 は17.2Vにすればよい。電圧Vpp2 は最も速く
書き込まれるメモリセルが十分データ“2”に書き込ま
れる電圧である。このようにVpp2 をVpp1 +V12に
設定することにより、最も書き込みやすいメモリセル、
つまり最も速く書き込まれるメモリセルは、最初の書き
込みパルスで十分に書き込まれる。
<Write of Data "2"> Data "2" is subsequently written. Initial value Vpp2 of write voltage Vpp when writing data "2" (see FIG. 7)
Is the difference between the control gate voltage (verify voltage) at the time of “1” verification and “2” verification,
In other words, 1.2 V (corresponding to V12 in FIG. 3) which is the difference between the substantial lower limit of the threshold voltage distribution of data “1” and the substantial lower limit of the threshold voltage distribution of data “2” in FIG. Only a high voltage is sufficient. That is, it is sufficient that Vpp2 = Vpp1 + V12. Therefore, when Vpp1 is 16 V, V
pp2 may be set to 17.2V. The voltage Vpp2 is a voltage at which the memory cell to which the fastest writing is performed is sufficiently written to the data "2". By setting Vpp2 to Vpp1 + V12 in this manner, the memory cell that is most easily written is
That is, the memory cell to be written fastest is sufficiently written by the first write pulse.

【0045】尚、Vpp2 をVpp1 +V12未満(Vpp2
<Vpp1 +V12)に設定してもよい。この場合、酸化
膜に印加される電圧が低下するため、メモリセルの信頼
性を向上できる。Vpp2 をVpp1 +V12よりも大きく
すると、データ“2”を書き込むはずのメモリセルが、
データ“2”よりも高い閾値に書き込まれ、書き込み不
良となる虞がある。
It should be noted that Vpp2 must be less than Vpp1 + V12 (Vpp2
<Vpp1 + V12). In this case, since the voltage applied to the oxide film decreases, the reliability of the memory cell can be improved. When Vpp2 is made larger than Vpp1 + V12, the memory cell to which data "2" is to be written becomes
The data is written to a threshold higher than the data “2”, which may cause a writing failure.

【0046】図6に示すタイミング図を参照して説明す
ると、時刻tp5において、データ“2”の書き込みが
行われる。この時、ラッチ回路LT2のデータがビット
線に出力される。制御ゲートCG1には書き込み電圧V
ppが印加される。他の制御ゲートCG2、CG3…CG
8にはVM10(10V程度)が印加される。時刻tp
6において、書き込みが終了され、時刻tp7におい
て、制御ゲートCG1に1.6Vのベリファイ電圧が印
加され、ベリファイ読み出しが開始される。時刻tp8
において、信号VL3がハイレベルになると、ビット線
BL1のデータがセンスされ、ラッチ回路LT2にラッ
チされる。
Referring to the timing chart shown in FIG. 6, at time tp5, writing of data "2" is performed. At this time, the data of the latch circuit LT2 is output to the bit line. The write voltage V is applied to the control gate CG1.
pp is applied. Other control gates CG2, CG3 ... CG
8, a VM 10 (approximately 10 V) is applied. Time tp
At 6, the write is completed, and at time tp7, a verify voltage of 1.6 V is applied to the control gate CG1, and verify read is started. Time tp8
When the signal VL3 goes high, the data on the bit line BL1 is sensed and latched by the latch circuit LT2.

【0047】すなわち、書き込みが十分であり、ビット
線BL1の電位がベリファイ電圧1.6Vより高くなっ
ている場合、トランジスタQ14がオンする。さらに、
トランジスタQ15は前記信号VL3がハイレベルであ
るためオンとなる。したがって、ラッチ回路LT2のノ
ードN2がこれらトランジスタQ14、Q15を介して
接地されるため、ラッチ回路LT2の一端の電圧V2は
ハイレベルとなる。このように、書き込みが十分の場
合、追加書き込みはしない。また、書き込みが不十分の
場合、V2はローレベルであり、追加書き込みが行われ
る。追加書き込み毎に、書き込み電圧Vppは図7のよう
にΔVpp2 ずつ増加する。データ“2”の書き込み、及
びデータ“2”のベリファイはデータ“2”を書き込む
メモリセルが全て十分に書き込まれるまで繰り返され
る。つまり、データ“2”を書き込むメモリセルが接続
されるラッチ回路LT2の電圧V2が全てハイレベルと
なるまで行われる。図3に示すように、0.4Vの閾値
電圧分布を得るには、データ“1”の書き込みと同様に
ΔVpp2 を0.2Vとすればよい。尚、ここでは、デー
タ“1”を書き込む第1書き込みサイクル(第1の期
間)とデータ“2”を書き込む第2書き込みサイクル
(第2の期間)とで、書き込み電圧Vppの増加幅ΔVpp
が等しい(ΔVpp=)ΔVpp1 =ΔVpp2 に設定されて
いるが、ΔVpp1 とΔVpp2 とは互いに異なる値に設定
されていても構わない。
That is, when writing is sufficient and the potential of the bit line BL1 is higher than the verify voltage 1.6V, the transistor Q14 is turned on. further,
The transistor Q15 is turned on because the signal VL3 is at a high level. Therefore, since the node N2 of the latch circuit LT2 is grounded via these transistors Q14 and Q15, the voltage V2 at one end of the latch circuit LT2 becomes high level. As described above, when writing is sufficient, additional writing is not performed. If writing is insufficient, V2 is at low level, and additional writing is performed. With each additional write, the write voltage Vpp increases by ΔVpp2 as shown in FIG. The writing of the data “2” and the verification of the data “2” are repeated until all the memory cells to which the data “2” is written are sufficiently written. That is, the operation is performed until all the voltages V2 of the latch circuits LT2 to which the memory cells into which the data “2” is written are connected are at the high level. As shown in FIG. 3, in order to obtain a threshold voltage distribution of 0.4 V, ΔVpp2 may be set to 0.2 V as in the case of writing data “1”. Here, the increase width ΔVpp of the write voltage Vpp in the first write cycle (first period) for writing data “1” and the second write cycle (second period) for writing data “2”.
Are set to be equal (ΔVpp =) ΔVpp1 = ΔVpp2, but ΔVpp1 and ΔVpp2 may be set to values different from each other.

【0048】<データ“3”書き込み>引き続きデータ
“3”の書き込みが行われる。データ“3”の書き込み
時、図7に示す書き込み電圧Vppの初期値Vpp3 は、V
pp1 に比べて“1”ベリファイ時と“3”ベリファイ時
の制御ゲート電圧(ベリファイ電圧)の差、換言すれ
ば、図3におけるデータ“1”の閾値電圧分布の実質的
な下限値とデータ“3”の閾値電圧分布の実質的な下限
値の差である2.4V(図3のV13)だけ高い電圧で
あればよい。すなわち、 Vpp3 =Vpp1 +V13 である。同時にVpp3 はVpp2 に比べて“2”ベリファ
イ時と“3”ベリファイ時の制御ゲート電圧(ベリファ
イ電圧)の差、換言すれば、図3におけるデータ“2”
の閾値電圧分布の実質的な下限値とデータ“3”の閾値
電圧分布の実質的な下限値の差である1.2V(図3の
V23)だけ高い電圧 Vpp3 =Vpp2 +V23 でもある。したがって、Vpp1 が16Vの場合、Vpp3
は18.4Vとすればよい。このように書き込み電圧V
ppの初期値を設定することにより、最も書き込みやすい
メモリセル(つまり最も速く書き込まれるメモリセル)
は最初の書き込みパルスで十分に書き込まれる。すなわ
ち、電圧Vpp3 は最も速く書き込まれるメモリセルが十
分データ“3”に書き込まれる電圧である。
<Writing of Data "3"> Subsequently, writing of data "3" is performed. When data "3" is written, the initial value Vpp3 of the write voltage Vpp shown in FIG.
Compared with pp1, the difference between the control gate voltage (verify voltage) at the time of "1" verify and the "3" verify, in other words, the substantially lower limit of the threshold voltage distribution of data "1" in FIG. It is sufficient that the voltage is higher by 2.4 V (V13 in FIG. 3) which is the difference between the substantial lower limit value of the threshold voltage distribution of 3 ″. That is, Vpp3 = Vpp1 + V13. At the same time, Vpp3 is different from Vpp2 in the difference between the control gate voltage (verify voltage) at "2" verify and "3" verify, in other words, the data "2" in FIG.
Vpp3 = Vpp2 + V23, which is higher by 1.2V (V23 in FIG. 3) which is the difference between the substantial lower limit of the threshold voltage distribution of the data "3" and the substantial lower limit of the threshold voltage distribution of the data "3". Therefore, if Vpp1 is 16V, Vpp3
Should be 18.4V. Thus, the write voltage V
By setting the initial value of pp, the memory cell that is easiest to write (that is, the memory cell that is written fastest)
Are sufficiently written by the first write pulse. That is, the voltage Vpp3 is a voltage at which the fastest-written memory cell is sufficiently written with data "3".

【0049】Vpp3 はVpp1 +V13(Vpp2 +V2
3)未満(Vpp3 <Vpp1 +V13、Vpp3 <Vpp2 +
V23)に設定してもよい。この場合、酸化膜に印加さ
れる電圧が低下するので、メモリセルの信頼性が向上す
る。Vpp3 をVpp1 +V13(Vpp2 +V23)よりも
大きくすると、データ“3”を書き込むはずのメモリセ
ルが、データ“3”よりも高い値に書き込まれ、書き込
み不良となる虞がある。
Vpp3 is Vpp1 + V13 (Vpp2 + V2
3) less than (Vpp3 <Vpp1 + V13, Vpp3 <Vpp2 +
V23). In this case, since the voltage applied to the oxide film decreases, the reliability of the memory cell improves. If Vpp3 is made larger than Vpp1 + V13 (Vpp2 + V23), a memory cell to which data "3" is to be written is written to a value higher than data "3", which may cause a writing failure.

【0050】図6に示すタイミング図を参照して説明す
ると、時刻tp9において、データ“3”の書き込みが
行われる。この時、ラッチ回路LT1のデータがビット
線BL1に出力される。制御ゲートCG1には書き込み
電圧Vppが印加される。他のCG2、CG3…CG8に
はVM10(10V程度)が印加される。時刻tp10
において、書き込みが終了し、時刻tp11において、
制御ゲートCG1に2.8Vの電圧を印加してベリファ
イ読み出しを開始する。時刻tp12において、信号V
L2がハイレベルになると、前記データ“1”の書き込
みの場合と同様にして、ビット線BL1のデータがセン
スされラッチ回路LT1にラッチされる。書き込みが十
分な場合、ラッチ回路LT1の一端の電圧V1はハイレ
ベルとなり、追加書き込みは行われない。
Referring to the timing chart shown in FIG. 6, at time tp9, data "3" is written. At this time, data of the latch circuit LT1 is output to the bit line BL1. A write voltage Vpp is applied to the control gate CG1. VM10 (about 10 V) is applied to the other CG2, CG3,... CG8. Time tp10
At the end of writing, and at time tp11,
The verify read is started by applying a voltage of 2.8 V to the control gate CG1. At time tp12, the signal V
When L2 becomes high level, the data on the bit line BL1 is sensed and latched by the latch circuit LT1, as in the case of writing the data "1". When writing is sufficient, the voltage V1 at one end of the latch circuit LT1 becomes high level, and no additional writing is performed.

【0051】一方、書き込みが不十分な場合、電圧V1
はローレベルであり、追加書き込みされる。追加書き込
み毎に、書き込み電圧Vppは図7に示すように、△Vpp
3 ずつ増加される。データ“3”書き込み、及び“3”
ベリファイはデータ“3”を書き込むメモリセルが全て
十分に書き込まれるまで行われる。つまり、データ
“3”が書き込まれるメモリセルに対応するラッチ回路
LT1の一端の電位V1が全てハイレベルになるまで行
われる。図7に示すように、0.4Vの閾値電圧分布を
得るためには、データ“1”の書き込みと同様に、Δpp
3 を0.2Vとすればよく、また、Δpp3 の値は、Δpp
1 やΔpp2 とは異なる値に設定されても何ら差し支えな
い。
On the other hand, when writing is insufficient, the voltage V1
Is low level, and is additionally written. For each additional write, the write voltage Vpp is, as shown in FIG.
Incremented by 3. Write data “3” and “3”
The verification is performed until all the memory cells to which data "3" is written are sufficiently written. That is, the operation is performed until the potential V1 at one end of the latch circuit LT1 corresponding to the memory cell to which the data “3” is written becomes all high. As shown in FIG. 7, in order to obtain a threshold voltage distribution of 0.4 V, as in the case of writing data “1”, Δpp
3 may be set to 0.2 V, and the value of Δpp3 is Δpp
There is no problem if it is set to a value different from 1 or Δpp2.

【0052】上記第1の実施の形態によれば、各データ
の書き込み、ベリファイ動作を複数回に分け、各データ
の書き込みにおいて、書き込み電圧の初期値をそのデー
タが書き込まれるメモリセルのうち、最も速く書き込ま
れるメモリセルが十分に書き込むことが可能な電圧とし
ている。したがって、データを誤書き込みなく高速に書
き込むことができる。
According to the first embodiment, each data write and verify operation is divided into a plurality of times, and in each data write, the initial value of the write voltage is set to the most of the memory cells to which the data is written. The voltage is set so that a memory cell to be written quickly can write sufficiently. Therefore, data can be written at high speed without erroneous writing.

【0053】尚、以上では、データ“1”書き込み、デ
ータ“2”書き込み、データ“3”書き込み後、それぞ
れデータ“1”“2”“3”の閾値電圧分布の実質的な
下限値である0.4V、1.6V及び2.8Vをベリフ
ァイ電圧として選択したメモリセルの制御ゲートCG1
に印加し、ベリファイ読み出しを行う場合を示したが、
ベリファイ動作の方法はこれに限定されない。例えば制
御ゲートCG1にベリファイ電圧を印加せず、セル電圧
を検出することで、データが十分に書き込まれるまで、
メモリセルに高電圧が印加されるように制御を行っても
よい。この場合、データ“1”“2”“3”を書き込む
時の書き込み電圧Vppの各初期値Vpp1、Vpp2 、Vpp3
は、データ書き込み時に設定されるデータ“1”
“2”“3”の閾値電圧分布の実質的な下限値の差(図
3のV12,V13,V23)に基づき、上記のよう
に、Vpp2 ≦Vpp1 +V12、Vpp3 ≦Vpp1 +V1
3、Vpp3≦Vpp2 +V23を満足させればよい。但
し、ここでの各データ“1”“2”“3”の閾値電圧分
布の実質的な下限値は、例えば図3に示される閾値電圧
の範囲内に収まらないような、所謂「はなれビット」の
メモリセルの閾値電圧は除外して定義されるものとす
る。
The above is the substantial lower limit of the threshold voltage distribution of data "1", "2", and "3" after writing data "1", writing data "2", and writing data "3". Control gate CG1 of a memory cell selected as a verify voltage of 0.4V, 1.6V and 2.8V
, And verify read is performed.
The method of the verify operation is not limited to this. For example, by detecting the cell voltage without applying the verify voltage to the control gate CG1, until the data is sufficiently written,
Control may be performed such that a high voltage is applied to the memory cell. In this case, the initial values Vpp1, Vpp2, Vpp3 of the write voltage Vpp when writing the data "1", "2", "3".
Is data "1" set at the time of data writing.
As described above, Vpp2 ≦ Vpp1 + V12 and Vpp3 ≦ Vpp1 + V1 based on the difference between the substantially lower limit values of the threshold voltage distribution of “2” and “3” (V12, V13, V23 in FIG. 3).
3. It suffices to satisfy Vpp3 ≦ Vpp2 + V23. However, the substantial lower limit value of the threshold voltage distribution of each of the data “1”, “2”, and “3” does not fall within the threshold voltage range shown in FIG. Are defined excluding the threshold voltages of the memory cells.

【0054】図8は、この発明の第2の実施の形態を示
すものであり、書き込み電圧の他の例を示している。図
8に示す書き込み電圧では、第1書き込みサイクルで、
最初の書き込み電圧中に2つのダミーパルスDPを先ず
印加している。Vpp1 は最も書き込みやすいメモリセル
に、データ“1”を書き込むための電圧である。このよ
うに、Vpp1 よりも低い電圧のダミーパルスDPを複数
回に分けて制御ゲートに印加することにより、メモリセ
ルの酸化膜に印加される電界が弱くなり、酸化膜の破壊
を防止できる。このため、メモリセルの信頼性を向上で
きる。ここで、ダミーパルスDPの電圧の増加幅は、例
えば書き込み電圧Vppの増加幅ΔVppを等しく設定すれ
ばよい。
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention, and shows another example of the write voltage. With the write voltage shown in FIG. 8, in the first write cycle,
Two dummy pulses DP are first applied during the first write voltage. Vpp1 is a voltage for writing data "1" to the memory cell which is most easily written. As described above, by applying the dummy pulse DP having a voltage lower than Vpp1 to the control gate in a plurality of times, the electric field applied to the oxide film of the memory cell is weakened, and the breakdown of the oxide film can be prevented. Therefore, the reliability of the memory cell can be improved. Here, the increase width of the voltage of the dummy pulse DP may be set, for example, to be equal to the increase width ΔVpp of the write voltage Vpp.

【0055】第2書き込みサイクルでは、Vpp2 =Vpp
1 +V12とする。このようにすれば、最も書き込みや
すいメモリセルに、第2書き込みサイクルの最初のパル
スで、データ“2”が書き込まれる。第3書き込みサイ
クルでは、Vpp3 =Vpp1 +V13とする。このように
すれば、最も書き込みやすいメモリセルに第3書き込み
サイクルの最初のパルスで、データ“3”を書き込むこ
とができる。Vpp2 をより低くすれば、メモリセルに印
加される電界が弱くなるため、メモリセルの信頼性を向
上できる。同様にVpp3 をより低くすれば、メモリセル
に印加される電界が弱くなるため、メモリセルの信頼性
を向上できる。
In the second write cycle, Vpp2 = Vpp
1 + V12. With this configuration, data “2” is written to the memory cell which is most easily written at the first pulse of the second write cycle. In the third write cycle, Vpp3 = Vpp1 + V13. In this way, data "3" can be written to the memory cell which is most easily written by the first pulse of the third write cycle. If Vpp2 is made lower, the electric field applied to the memory cell becomes weaker, so that the reliability of the memory cell can be improved. Similarly, if Vpp3 is made lower, the electric field applied to the memory cell becomes weaker, so that the reliability of the memory cell can be improved.

【0056】また、上記第2の実施の形態においては、
図8に示すダミーパルスDPによりデータ“1”“2”
“3”を書き込む全てのメモリセルの酸化膜に対して電
界を印加してもよい。図9は、このとき好適に用いられ
るビット線制御回路の回路図を示している。具体的に
は、ダミーパルスDPの制御ゲートへの印加中には、図
中のVpre1の電位を0Vとすることで、信号SS1で選
択されたビット線BL1を通じて各メモリセルのチャネ
ルに一括して0Vを供給すればよい。こうして、データ
“1”“2”“3”を書き込む全てのメモリセルの酸化
膜にダミーパルスDPの電圧を印加することが可能とな
り、メモリセルの信頼性をさらに向上できる。
In the second embodiment,
The data “1” “2” by the dummy pulse DP shown in FIG.
An electric field may be applied to the oxide films of all the memory cells for writing “3”. FIG. 9 is a circuit diagram of a bit line control circuit suitably used at this time. Specifically, during the application of the dummy pulse DP to the control gate, the potential of Vpre1 in the figure is set to 0 V, so that the channel of each memory cell is collectively transmitted through the bit line BL1 selected by the signal SS1. What is necessary is just to supply 0V. Thus, the voltage of the dummy pulse DP can be applied to the oxide films of all the memory cells into which the data “1”, “2”, and “3” are written, and the reliability of the memory cells can be further improved.

【0057】尚、こうしたダミーパルスDPを印加する
場合でも、ダミーパルスDPではメモリセルを十分に書
き込むことはできない。このため、ダミーパルスDPの
印加後にベリファイ読み出しを行う必要はない。
Even when such a dummy pulse DP is applied, it is not possible to sufficiently write the memory cells with the dummy pulse DP. Therefore, it is not necessary to perform the verify read after the application of the dummy pulse DP.

【0058】図10は、この発明の第3の実施の形態を
示すものであり、書き込み電圧の他の例を示している。
図10では第1書き込みサイクル、第2書き込みサイク
ル及び第3書き込みサイクルのそれぞれで、最初の書き
込みパルス中に2つのダミーパルスDPを印加してい
る。電圧Vpp1Hは最も書き込みやすいメモリセルにデー
タ“1”が書き込まれる電圧である。Vpp2Hは最も書き
込みやすいメモリセルにデータ“2”を書き込む電圧で
Vpp2H=Vpp1H+V12である。Vpp3Hは最も書き込み
やすいメモリセルにデータ“3”を書き込む電圧Vpg3
=Vpg1 +V13である。このようなダミーパルスを印
加することにより、図1に示す回路を用いながらデータ
“1”“2”“3”を書き込む全てのメモリセルについ
て、メモリセルの酸化膜に印加される電界を弱めること
ができ、メモリセルの信頼性がさらに向上する。各ダミ
ーパルスDPの電圧は例えばVpp2L=Vpp1L+V12、
Vpp3L=Vpp1L+V13と設定すればよい。メモリセル
はダミーパルスでは十分に書き込まれないため、ダミー
パルス印加後にベリファイ読み出しを行う必要はない。
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention, and shows another example of the write voltage.
In FIG. 10, two dummy pulses DP are applied during the first write pulse in each of the first write cycle, the second write cycle, and the third write cycle. The voltage Vpp1H is a voltage at which data "1" is written to the memory cell which is most easily written. Vpp2H is a voltage for writing data “2” to the memory cell which is most easily written, and Vpp2H = Vpp1H + V12. Vpp3H is a voltage Vpg3 for writing data “3” to the memory cell which is most easily written.
= Vpg1 + V13. By applying such a dummy pulse, the electric field applied to the oxide film of the memory cell is reduced for all the memory cells in which data "1", "2", and "3" are written using the circuit shown in FIG. And the reliability of the memory cell is further improved. The voltage of each dummy pulse DP is, for example, Vpp2L = Vpp1L + V12,
Vpp3L = Vpp1L + V13 may be set. Since the memory cell is not sufficiently written by the dummy pulse, it is not necessary to perform the verify read after the application of the dummy pulse.

【0059】図11は、この発明の第4の実施の形態を
示すものであり、書き込み電圧の他の例を示している。
図11は、図10と同様に、第1乃至第3書き込みサイ
クルのそれぞれで、最初の書き込みパルス中にダミーパ
ルスDPを印加している。しかし、図11において、第
2、第3書き込みサイクルにおけるダミーパルスDPの
初期値は第1書き込みサイクルと同一とされ、第2、第
3書き込みサイクルにおけるダミーパルスDPの数は、
第1書き込みサイクルより多く設定している。
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention, and shows another example of the write voltage.
In FIG. 11, similarly to FIG. 10, the dummy pulse DP is applied during the first write pulse in each of the first to third write cycles. However, in FIG. 11, the initial value of the dummy pulse DP in the second and third write cycles is the same as in the first write cycle, and the number of dummy pulses DP in the second and third write cycles is
More than the first write cycle is set.

【0060】この実施の形態によっても、第1乃至第3
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。しか
も、この実施の形態によれば、ダミーパルスDPの初期
値が全て同一であるため、電圧の異なる複数のダミーパ
ルスを発生する必要がない。したがって、ダミーパルス
を発生するための回路を簡単化できる。
According to the present embodiment, the first to third
The same effect as that of the embodiment can be obtained. Moreover, according to this embodiment, since the initial values of the dummy pulses DP are all the same, it is not necessary to generate a plurality of dummy pulses having different voltages. Therefore, a circuit for generating a dummy pulse can be simplified.

【0061】上記各実施の形態では、本発明をNAND
型EEROMに適用した場合について説明したが、これ
に限らず、NOR型Flashメモリ、AND型(K.Kum
e etal.;IEDM Tech.Dig.,Dec.1992,pp.991-993)や、D
INOR型(S.Kobayashi etal.;ISSCC Tech.Dig.,1995,
pp.122)や、仮想グランド型アレイ(R.Cemea et al.;ISS
CC Tech.Dig,1995,pp.126) に適用することも可能であ
る。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to a NAND
The case where the present invention is applied to the type EEPROM is described. However, the present invention is not limited to this, and the NOR type flash memory, the AND type (K.Kum
e etal .; IEDM Tech.Dig., Dec. 1992, pp. 991-993), D
INOR type (S.Kobayashi et al .; ISSCC Tech.Dig., 1995,
pp.122) and a virtual ground-type array (R. Cemea et al .; ISS
It is also possible to apply to CC Tech.Dig, 1995, pp.126).

【0062】さらに、上記実施の形態では、書き込み時
にビット線からメモリセルのチャネルに0Vが印加さ
れ、書き込み電圧Vppが制御ゲートに印加される場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、A
ND型セル、DINOR型セルのように書き込み時に、
ビット線に正電圧、ワード線に負電圧を印加することに
より、浮遊ゲートからビット線に接続するドレインに電
子をトンネリングする方法にも適用できる。
Further, in the above embodiment, the case where 0 V is applied from the bit line to the channel of the memory cell and the write voltage Vpp is applied to the control gate at the time of writing has been described. However, the present invention is not limited to this. , A
When writing like ND type cell and DINOR type cell,
By applying a positive voltage to the bit line and a negative voltage to the word line, the present invention can be applied to a method of tunneling electrons from the floating gate to the drain connected to the bit line.

【0063】例えば図12に示すように、メモリセルの
ドレインにビット線から正電圧Vdが印加され、制御ゲ
ートに負電圧Vgが印加され、ソースがフローティング
Vsであり、閾値電圧分布が例えば図13に示すようで
あるとする。
For example, as shown in FIG. 12, a positive voltage Vd is applied from a bit line to a drain of a memory cell, a negative voltage Vg is applied to a control gate, a source is a floating Vs, and a threshold voltage distribution is shown in FIG. It is assumed that it is as shown in FIG.

【0064】この場合、データ“0”が消去状態であ
り、閾値電圧がVcc(3.3V)以上である。書き込み
は図5に示すように行われる。データ“1”の書き込み
パルスは電圧Vdを5Vに固定し、電圧Vgを−9V、
−9.2V、−9.4V、…と0.2Vずつ変化させて
もよい。あるいは、電圧Vgを−9Vに固定して電圧V
dを5V,5.2V,5.4V,5.6V…0.2Vず
つ変化させてもよい。データ“1”のベリファイ読み出
し時は、制御ゲートの電圧Vgを2.8Vとしてメモリ
セルがオンするか否かによって書き込み十分かどうかを
判定する。
In this case, data "0" is in the erased state, and the threshold voltage is equal to or higher than Vcc (3.3 V). Writing is performed as shown in FIG. The write pulse of data “1” fixes the voltage Vd at 5 V, sets the voltage Vg at −9 V,
It may be changed by -0.2 V, -9.4 V,... In 0.2 V steps. Alternatively, the voltage Vg is fixed at −9 V and the voltage Vg
d may be changed in steps of 5 V, 5.2 V, 5.4 V, 5.6 V... 0.2 V. At the time of verify reading of data "1", it is determined whether the memory cell is turned on by setting the voltage Vg of the control gate to 2.8 V to determine whether writing is sufficient.

【0065】データ“1”の書き込み終了後、データ
“2”の書き込みが行われる。データ“2”の書き込み
パルスは電圧Vdをデータ“1”の書き込みよりも、図
13に示す電圧V12だけ大きい6Vに固定し、制御ゲ
ートの電圧Vgを−9V、−9.2V、−9.4V、…
と0.2Vずつ変化させてもよい。この時、電圧Vdの
値を6Vよりも低い例えば5.5Vにすればトンネル酸
化膜に印加される電界が弱くなりメモリセルの信頼性が
向上することは、NAND型フラッシュメモリの場合と
同様である。また、電圧Vdをデータ“1”の書き込み
と同様の5Vに固定し、制御ゲートの電圧Vgをデータ
“1”の書き込みよりも電圧V12だけ低くして、−1
0V、−10.2V−10.4V、…と0.2Vずつ変
化させてもよい。あるいは、制御ゲートの電圧Vgを−
9Vに固定して電圧Vdを6V,6.2V,6.4V,
6.6V…と0.2Vずつ変化させてもよい。さらに
は、制御ゲートの電圧Vgを−10Vに固定して電圧V
dを5V,5.2V,5.4V,5.6V…と0.2V
ずつ変化させてもよい。データ“2”のベリファイ読み
出し時は、制御ゲートの電圧Vgを1.8Vにしてメモ
リセルがオンするか否かによって書き込み十分かどうか
を判定する。
After the writing of the data “1” is completed, the writing of the data “2” is performed. The write pulse of the data “2” fixes the voltage Vd to 6 V which is larger than the write of the data “1” by the voltage V12 shown in FIG. 13, and sets the control gate voltage Vg to −9V, −9.2V, −9. 4V, ...
And 0.2 V at a time. At this time, when the value of the voltage Vd is set to a value lower than 6 V, for example, 5.5 V, the electric field applied to the tunnel oxide film is weakened and the reliability of the memory cell is improved, as in the case of the NAND flash memory. is there. Further, the voltage Vd is fixed to 5 V, which is the same as that for writing the data “1”, and the voltage Vg of the control gate is made lower by the voltage V12 than the writing of the data “1”, so that −1
0V, -10.2V-10.4V,... May be changed in 0.2V steps. Alternatively, the control gate voltage Vg is
The voltage Vd is fixed to 9 V, and the voltage Vd is set to 6 V, 6.2 V, 6.4 V,
It may be changed by 6.6V and 0.2V at a time. Further, the voltage Vg of the control gate is fixed at -10 V, and
d is 5V, 5.2V, 5.4V, 5.6V ... and 0.2V
It may be changed at a time. At the time of verify reading of data "2", it is determined whether or not the writing is sufficient by setting the voltage Vg of the control gate to 1.8 V and turning on the memory cell.

【0066】データ“2”の書き込み終了後、データ
“3”の書き込みが行われる。データ“3”書き込みパ
ルスは電圧Vdをデータ“1”の書き込みよりも図13
に示すの電圧V13だけ大きい7Vに固定し、制御ゲー
トの電圧Vgを−9V、−9.2V、−9.4V、…と
0.2Vずつ変化させてもよい。電圧Vdをデータ
“1”の書き込みと同様の5Vに固定し、制御ゲートの
電圧Vgをデータ“1”の書き込みよりもV13だけ低
くして、−11V、−11.2V、−11.4V、…と
0.2Vずつ変化させてもよい。あるいは、制御ゲート
の電圧Vgを−9Vに固定して電圧Vdを7V,7.2
V,7.4V,7.6V…と0.2Vずつ変化させても
よい。さらには、制御ゲートの電圧Vgを−11Vに固
定してVdを5V,5.2V,5.4V,5.6V…と
0.2Vずつ変化させてもよい。データ“3”のベリフ
ァイ読み出し時は、制御ゲートの電圧Vgを0.8Vに
してメモリセルがオンするか否かによって書き込み十分
かどうかを判定する。
After the writing of the data “2” is completed, the writing of the data “3” is performed. The data “3” write pulse makes the voltage Vd higher than the data “1” write in FIG.
May be fixed to 7V which is larger by the voltage V13, and the voltage Vg of the control gate may be changed by -9V, -9.2V, -9.4V,. The voltage Vd is fixed to 5 V, which is the same as that for writing the data “1”, and the voltage Vg of the control gate is made lower than the writing of the data “1” by V13, so that −11 V, −11.2 V, −11.4 V, ... and may be changed by 0.2 V at a time. Alternatively, the voltage Vg of the control gate is fixed to −9 V, and the voltage Vd is set to 7 V, 7.2.
V, 7.4 V, 7.6 V,... Further, the voltage Vg of the control gate may be fixed at −11 V, and Vd may be changed by 5 V, 5.2 V, 5.4 V, 5.6 V,. At the time of verify reading of data "3", it is determined whether or not writing is sufficient by setting the voltage Vg of the control gate to 0.8 V and turning on the memory cell.

【0067】尚本発明は、上記各実施の形態に何ら限定
されるものではなく、種々変形実施することが可能であ
る。要は、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で、トンネ
ル効果を用いて書き込み・消去を行う際のトンネル酸化
膜に印加される最適な電界を設定すればよい。したがっ
て、最適な電界を設定するために“1”書き込み、
“2”書き込み、“3”書き込みの最初の書き込みパル
スに対して、ワード線の電位を変化させてもよいし、ビ
ット線の電位を変化させてもよい。あるいは、ビット線
とワード線の電位をともに変化させてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified. The point is that an optimal electric field applied to the tunnel oxide film when performing writing / erasing using the tunnel effect may be set without departing from the gist of the present invention. Therefore, "1" is written to set the optimal electric field,
The potential of the word line or the potential of the bit line may be changed with respect to the first write pulse of the “2” write or the “3” write. Alternatively, both the potentials of the bit line and the word line may be changed.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、多値メモリセルに書き込みあるいは消去を行う際
に、過剰書き込みを防止できるとともに、書き込み時間
を最短とすることができる不揮発性半導体記憶装置を提
供できる。
As described above in detail, according to the present invention, when writing or erasing a multi-valued memory cell, it is possible to prevent excessive writing and to minimize the writing time. A storage device can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態を示すものであり、
メモリセル及びビット線制御回路を示す回路図。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell and a bit line control circuit.

【図2】本発明が適用される不揮発性半導体記憶装置を
示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device to which the present invention is applied;

【図3】本発明のメモリセルの閾値電圧分布を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a threshold voltage distribution of a memory cell of the present invention.

【図4】図1の読み出し動作を示すタイミング図。FIG. 4 is a timing chart showing a read operation of FIG. 1;

【図5】本発明の書き込み動作を説明するフローチャー
ト。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a write operation of the present invention.

【図6】図1の書き込み及びベリファイ読み出しの動作
を示すタイミング図。
FIG. 6 is a timing chart showing write and verify read operations of FIG. 1;

【図7】本発明の第1の実施の形態に係る書き込み電圧
を示す波形図。
FIG. 7 is a waveform chart showing a write voltage according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施の形態に係る書き込み電圧
を示す波形図。
FIG. 8 is a waveform chart showing a write voltage according to the second embodiment of the present invention.

【図9】図1の変形例を示す回路図。FIG. 9 is a circuit diagram showing a modification of FIG. 1;

【図10】本発明の第3の実施の形態に係る書き込み電
圧を示す波形図。
FIG. 10 is a waveform chart showing a write voltage according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4の実施の形態に係る書き込み電
圧を示す波形図。
FIG. 11 is a waveform chart showing a write voltage according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の変形例を示すものであり、書き込み
電圧の印加方法を説明するために示す図。
FIG. 12 shows a modification of the present invention and is a view for explaining a method of applying a write voltage.

【図13】図12の変形例に対応した閾値電圧分布を示
す図。
FIG. 13 is a diagram showing a threshold voltage distribution corresponding to the modification of FIG. 12;

【図14】図14(a)はNAND型EEPROMを示
す平面図、図14(b)は図14(a)の等価回路図。
14A is a plan view showing a NAND type EEPROM, and FIG. 14B is an equivalent circuit diagram of FIG. 14A.

【図15】図15(a)は図14(a)に示す15a−
15a線に沿った断面図、図15(b)は図14(a)
に示す15b−15b線に沿った断面図。
FIG. 15 (a) is a sectional view taken along line 15a- shown in FIG. 14 (a).
15B is a cross-sectional view taken along the line 15a, and FIG.
Sectional drawing along 15b-15b line shown in FIG.

【図16】NAND型EEPROMのセルアレイを示す
回路図。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a cell array of a NAND type EEPROM.

【図17】多値NAND型EEPROMの閾値電圧分布
を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a threshold voltage distribution of a multi-level NAND type EEPROM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセルアレイ、 2…ビット線制御回路、 5…ロウデコーダ、 8…プログラム/ベリファイ制御回路、 LT1、LT2…ラッチ回路、 MC1…メモリセル、 BL1、BL2…ビット線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array, 2 ... Bit line control circuit, 5 ... Row decoder, 8 ... Program / verify control circuit, LT1, LT2 ... Latch circuit, MC1: Memory cell, BL1, BL2 ... Bit line.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを
積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデー
タのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段と、 前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ電圧を印加
し、前記メモリセルに前記データが十分に書き込まれて
いるか否かをベリファイするベリファイ読み出し手段と
を有し、 前記閾値変動手段は前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1書き込みサイクルで、前記制御ゲートと前記
半導体層間に第1の書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第2の
書き込み電圧を印加し、 前記第1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧の電位差
は、データ“1”のベリファイ電圧とデータ“2”のベ
リファイ電圧の電位差に略等しいことを特徴とする不揮
発性半導体記憶装置。
1. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array arranged in a matrix, threshold varying means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data, Verify read means for applying a verify voltage to a control gate to verify whether or not the data is sufficiently written in the memory cell, wherein the threshold varying means writes data "1" to the memory cell In a first write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer to write data “2” into the memory cell. In a write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer, and a potential difference between the first write voltage and the second write voltage is a difference between a verify voltage of data “1” and a data “2”. A nonvolatile semiconductor memory device, wherein the potential difference is substantially equal to the verify voltage.
【請求項2】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを
積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデー
タのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段と、 前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ電圧を印加
し、前記メモリセルに前記データが十分に書き込まれて
いるか否かをベリファイするベリファイ読み出し手段と
を有し、 前記閾値変動手段は前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1書き込みサイクルで、前記制御ゲートと前記
半導体層間に第1の書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第2の
書き込み電圧を印加し、 前記第2の書き込み電圧は前記第1の書き込み電圧以上
で、且つ前記第1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧
の電位差は、データ“1”のベリファイ電圧とデータ
“2”のベリファイ電圧の電位差以下であることを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置。
2. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array arranged in a matrix, threshold varying means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data, Verify read means for applying a verify voltage to a control gate to verify whether or not the data is sufficiently written in the memory cell, wherein the threshold varying means writes data "1" to the memory cell In a first write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer to write data “2” into the memory cell. Applying a second write voltage between the control gate and the semiconductor layer in the write cycle, wherein the second write voltage is equal to or higher than the first write voltage, and the first write voltage and the second write voltage The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a potential difference between the voltages is equal to or less than a potential difference between a verify voltage of data "1" and a verify voltage of data "2".
【請求項3】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを
積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデー
タのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段と、 前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ電圧を印加
し、前記メモリセルに前記データが十分に書き込まれて
いるか否かをベリファイするベリファイ読み出し手段と
を有し、 前記閾値変動手段は前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1書き込みサイクルで、前記制御ゲートと前記
半導体層間に第1の書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第2の
書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“3”を書き込む第3書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第3の
書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“j”を書き込む第j書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第jの
書き込み電圧を印加し、 前記第1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧の電位差
は、データ“1”のベリファイ電圧とデータ“2”のベ
リファイ電圧の電位差に略等しく、 前記第2の書き込み電圧と第3の書き込み電圧の電位差
は、データ“2”のベリファイ電圧とデータ“3”のベ
リファイ電圧の電位差に略等しく、 前記第j(jはn−1以下の自然数)の書き込み電圧と
第j+1の書き込み電圧の電位差は、データ“j”のベ
リファイ電圧とデータ“j+1”のベリファイ電圧の電
位差に略等しいことを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。
3. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array arranged in a matrix, threshold varying means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data, Verify read means for applying a verify voltage to a control gate to verify whether or not the data is sufficiently written in the memory cell, wherein the threshold varying means writes data "1" to the memory cell In a first write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer to write data “2” into the memory cell. In a write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer, and in a third write cycle in which data “3” is written in the memory cell, a third write cycle is performed between the control gate and the semiconductor layer. Applying a voltage, applying a j-th write voltage between the control gate and the semiconductor layer in a j-th write cycle for writing data “j” to the memory cell, wherein the first write voltage and the second write voltage Is substantially equal to the potential difference between the verify voltage of data "1" and the verify voltage of data "2", and the potential difference between the second write voltage and the third write voltage is the same as the verify voltage of data "2". The potential difference between the verify voltage of “3” and the voltage of the j-th (j is a natural number equal to or less than n−1) write voltage and the (j + 1) -th write voltage Difference data "j" substantially non-volatile semiconductor memory device, characterized in that equal to the potential difference between the verify voltage of the verify voltage and the data "j + 1" of.
【請求項4】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを
積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデー
タのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段と、 前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ電圧を印加
し、前記メモリセルに前記データが十分に書き込まれて
いるか否かをベリファイするベリファイ読み出し手段と
を有し、 前記閾値変動手段は前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1書き込みサイクルで、前記制御ゲートと前記
半導体層間に第1の書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第2の
書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“3”を書き込む第3書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第3の
書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“j”を書き込む第j書き込み
サイクルで、前記制御ゲートと前記半導体層間に第jの
書き込み電圧を印加し、 前記第2の書き込み電圧は前記第1の書き込み電圧以上
で、且つ前記第1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧
の電位差は、データ“1”のベリファイ電圧とデータ
“2”のベリファイ電圧の電位差以下であり、 前記第3の書き込み電圧は前記第2の書き込み電圧以上
で、且つ前記第2の書き込み電圧と第3の書き込み電圧
の電位差は、データ“2”のベリファイ電圧とデータ
“3”のベリファイ電圧の電位差以下であり、 前記第j+1(jはn−1以下の自然数)の書き込み電
圧は前記第jの書き込み電圧以上で、且つ第jの書き込
み電圧と第j+1の書き込み電圧の電位差は、データ
“j”のベリファイ電圧とデータ“j+1”のベリファ
イ電圧の電位差以下であることを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
4. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array arranged in a matrix, threshold varying means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data, Verify read means for applying a verify voltage to a control gate to verify whether or not the data is sufficiently written in the memory cell, wherein the threshold varying means writes data "1" to the memory cell In a first write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer to write data “2” into the memory cell. In a write cycle, a second write voltage is applied between the control gate and the semiconductor layer, and in a third write cycle in which data “3” is written in the memory cell, a third write cycle is performed between the control gate and the semiconductor layer. Applying a voltage, applying a j-th write voltage between the control gate and the semiconductor layer in a j-th write cycle for writing data “j” to the memory cell, wherein the second write voltage is the first write voltage. Voltage and a potential difference between the first write voltage and the second write voltage is equal to or less than a potential difference between the verify voltage of the data “1” and the verify voltage of the data “2”, and the third write voltage is The potential difference between the second write voltage and the third write voltage which is equal to or higher than the second write voltage is equal to the verify voltage of the data “2” and the data “2”. J + 1 (j is a natural number equal to or less than n-1), and the potential difference between the j-th programming voltage and the (j + 1) -th programming voltage. Is a potential difference between a verify voltage of data "j" and a verify voltage of data "j + 1" or less.
【請求項5】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを
積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデー
タのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段と、 前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ電圧を印加
し、前記メモリセルに前記データが十分に書き込まれて
いるか否かをベリファイするベリファイ読み出し手段と
を有し、 前記メモリセルにデータ“1”を書き込む第1書き込み
サイクルで、前記閾値変動手段により前記制御ゲートと
前記半導体層間に第1の書き込み電圧を印加する第1の
書き込み動作と、第1のベリファイ読み出し動作とを、
前記メモリセルにデータ“1”が十分に書き込まれるま
で繰り返し行い、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2書き込み
サイクルで、前記閾値変動手段により前記制御ゲートと
前記半導体層間に第2の書き込み電圧を印加する第2の
書き込み動作と、第2のベリファイ読み出し動作とを、
前記メモリセルにデータ“2”が十分に書き込まれるま
で繰り返し行い、 前記第1の書き込み電圧は第1の初期書き込み電圧Vpp
1 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp1 だけ増加
し、 前記第2の書き込み電圧は第2の初期書き込み電圧Vpp
2 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp2 だけ増加
し、 前記第1の初期書き込み電圧と第2の初期書き込み電圧
の電位差は、第1のベリファイ電圧と第2のベリファイ
電圧の電位差に略等しいことを特徴とする不揮発性半導
体記憶装置。
5. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array arranged in a matrix, threshold varying means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data, Verify read means for applying a verify voltage to the control gate and verifying whether or not the data is sufficiently written in the memory cell, wherein a first write cycle for writing data "1" to the memory cell A first write operation of applying a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer by the threshold varying means, and a first verify read And the movement
The above operation is repeated until data “1” is sufficiently written in the memory cell. In a second write cycle of writing data “2” in the memory cell, a second write cycle is performed between the control gate and the semiconductor layer by the threshold varying means. A second write operation for applying a voltage and a second verify read operation
The operation is repeatedly performed until data “2” is sufficiently written in the memory cell, and the first write voltage is a first initial write voltage Vpp.
From 1 to a voltage ΔVpp1 every time a write voltage is applied, and the second write voltage is changed to a second initial write voltage Vpp.
2, the voltage ΔVpp2 is increased every time a write voltage is applied, and the potential difference between the first initial write voltage and the second initial write voltage is substantially equal to the potential difference between the first verify voltage and the second verify voltage. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲートを
積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデー
タのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモリ
セルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段と、 前記メモリセルの制御ゲートにベリファイ電圧を印加
し、前記メモリセルに前記データが十分に書き込まれて
いるか否かをベリファイするベリファイ読み出し手段と
を有し、 前記メモリセルにデータ“1”を書き込む第1書き込み
サイクルで、前記閾値変動手段により前記制御ゲートと
前記半導体層間に第1の書き込み電圧を印加する第1の
書き込み動作と、第1のベリファイ読み出し動作とを、
前記メモリセルにデータ“1”が十分に書き込まれるま
で繰り返し行い、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2書き込み
サイクルで、前記閾値変動手段により前記制御ゲートと
前記半導体層間に第2の書き込み電圧を印加する第2の
書き込み動作と、第2のベリファイ読み出し動作とを、
前記メモリセルにデータ“2”が十分に書き込まれるま
で繰り返し行い、 前記第1の書き込み電圧は第1の初期書き込み電圧Vpp
1 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp1 だけ増加
し、 前記第2の書き込み電圧は第2の初期書き込み電圧Vpp
2 から書き込み電圧印加の度に電圧ΔVpp2 だけ増加
し、 前記第2の初期書き込み電圧は前記第1の初期書き込み
電圧以上で、且つ前記第1の初期書き込み電圧と第2の
初期書き込み電圧の電位差は、第1のベリファイ電圧と
第2のベリファイ電圧の電位差以下であることを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
6. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-valued data (n is a natural number of 3 or more). A memory cell array arranged in a matrix, threshold varying means for applying a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data, Verify read means for applying a verify voltage to the control gate and verifying whether or not the data has been sufficiently written in the memory cell; and in a first write cycle for writing data "1" to the memory cell. A first write operation of applying a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer by the threshold varying means, and a first verify read And the movement
The above operation is repeated until data “1” is sufficiently written in the memory cell. In a second write cycle of writing data “2” in the memory cell, a second write cycle is performed between the control gate and the semiconductor layer by the threshold varying means. A second write operation for applying a voltage and a second verify read operation
The operation is repeatedly performed until data “2” is sufficiently written in the memory cell, and the first write voltage is a first initial write voltage Vpp.
From 1 to a voltage ΔVpp1 every time a write voltage is applied, and the second write voltage is changed to a second initial write voltage Vpp.
From 2 to the voltage ΔVpp2 every time a write voltage is applied, the second initial write voltage is equal to or higher than the first initial write voltage, and the potential difference between the first initial write voltage and the second initial write voltage is A non-volatile semiconductor memory device having a potential difference equal to or less than a potential difference between a first verify voltage and a second verify voltage.
【請求項7】 前記電圧ΔVpp1 とΔVpp2 は略等しい
ことを特徴とする請求項5又は6記載の不揮発性半導体
記憶装置。
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein said voltages ΔVpp1 and ΔVpp2 are substantially equal.
【請求項8】 前記第1の初期書き込み電圧印加前に、
複数のダミーパルスが印加され、各ダミーパルス相互の
電位差は前記電圧ΔVpp1 であることを特徴とする請求
項5又は6記載の不揮発性半導体記憶装置。
8. Before applying the first initial write voltage,
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein a plurality of dummy pulses are applied, and a potential difference between the dummy pulses is the voltage .DELTA.Vpp1.
【請求項9】 前記第1及び第2の初期書き込み電圧印
加前には、それぞれ第1及び第2のダミーパルスが印加
され、前記第1及び第2のダミーパルスの初期電位は略
等しいことを特徴とする請求項1、2、5又は6記載の
不揮発性半導体記憶装置。
9. Prior to the application of the first and second initial write voltages, first and second dummy pulses are applied, respectively, and the initial potentials of the first and second dummy pulses are substantially equal. 7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, 2, 5, or 6.
【請求項10】 前記電圧ΔVpp1 及びΔVpp2 の少な
くとも一方は、前記各データの閾値分布幅以下の電圧で
あることを特徴とする請求項5乃至9記載の不揮発性半
導体記憶装置。
10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein at least one of the voltages ΔVpp1 and ΔVpp2 is a voltage equal to or smaller than a threshold distribution width of each of the data.
【請求項11】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲート
を積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデ
ータのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモ
リセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイ
と、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段とを有し、 前記閾値変動手段は前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1の期間に、前記制御ゲートと前記半導体層間
に第1の書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2の期間
に、前記制御ゲートと前記半導体層間に第2の書き込み
電圧を印加し、 前記第1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧の電位差
は、データ“1”の閾値分布の実質的な下限値とデータ
“2”の閾値分布の実質的な下限値の電位差に略等しい
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
11. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-valued (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array arranged in a matrix, and a threshold varying unit that applies a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data; The threshold change unit applies a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer during a first period of writing data “1” to the memory cell, and writes a second data to the memory cell. Applying a second write voltage between the control gate and the semiconductor layer during a period, wherein a potential difference between the first write voltage and the second write voltage is substantially below a threshold distribution of data “1”. Value data "2" nonvolatile semiconductor memory device, characterized in that substantially equal to the potential difference between the substantial lower limit of the threshold distribution of.
【請求項12】 半導体層上に電荷蓄積層と制御ゲート
を積層して構成され、n値(nは3以上の自然数)のデ
ータのうちの1つを記憶する電気的書き換え可能なメモ
リセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイ
と、 前記メモリセルの閾値電圧を前記データに応じて変動さ
せるため、前記制御ゲートと前記半導体層との間に電圧
を印加する閾値変動手段とを有し、 前記閾値変動手段は前記メモリセルにデータ“1”を書
き込む第1の期間に、前記制御ゲートと前記半導体層間
に第1の書き込み電圧を印加し、 前記メモリセルにデータ“2”を書き込む第2の期間
に、前記制御ゲートと前記半導体層間に第2の書き込み
電圧を印加し、 前記第2の書き込み電圧は前記第1の書き込み電圧以上
で、且つ前記第1の書き込み電圧と第2の書き込み電圧
の電位差は、データ“1”の閾値分布の実質的な下限値
とデータ“2”の閾値分布の実質的な下限値の電位差以
下であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
12. An electrically rewritable memory cell which is formed by stacking a charge storage layer and a control gate on a semiconductor layer and stores one of n-value (n is a natural number of 3 or more) data. A memory cell array arranged in a matrix, and a threshold varying unit that applies a voltage between the control gate and the semiconductor layer to vary a threshold voltage of the memory cell according to the data; The threshold change unit applies a first write voltage between the control gate and the semiconductor layer during a first period of writing data “1” to the memory cell, and writes a second data to the memory cell. Applying a second write voltage between the control gate and the semiconductor layer during the period, wherein the second write voltage is equal to or higher than the first write voltage, and the second write voltage is equal to the second write voltage. The potential difference can inclusive voltage data "1" substantially the lower value and the data "2" nonvolatile semiconductor memory device, characterized in that the threshold distribution is less than the potential difference of a substantial lower limit of the threshold distribution of.
【請求項13】 前記書き込み電圧は、前記第1の書き
込み電圧とは独立してその値が設定されることを特徴と
する請求項1乃至12記載の不揮発性半導体記憶装置。
13. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a value of said write voltage is set independently of said first write voltage.
【請求項14】 前記第1の書き込み電圧は、前記第1
の初期書き込み電圧Vpp1 から第1の書き込み終了電圧
まで書き込み電圧印加の度に前記電圧ΔVpp1 だけ増加
し、前記第2の初期書き込み電圧Vpp2 は、前記第1の
書き込み終了電圧とは独立してその値が設定されること
を特徴とする請求項5乃至10記載の不揮発性半導体記
憶装置。
14. The method according to claim 1, wherein the first write voltage is the first write voltage.
Increases from the initial write voltage Vpp1 to the first write end voltage by the voltage ΔVpp1 every time the write voltage is applied, and the second initial write voltage Vpp2 has its value independent of the first write end voltage. 11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein the following is set.
【請求項15】 前記書き込み電圧は制御ゲートの電位
を変化させることにより設定されることを特徴とする請
求項1乃至14記載の不揮発性半導体記憶装置。
15. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said write voltage is set by changing a potential of a control gate.
【請求項16】 前記書き込み電圧は半導体層の電位を
変化させることにより設定されることを特徴とする請求
項1乃至14記載の不揮発性半導体記憶装置。
16. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said write voltage is set by changing a potential of a semiconductor layer.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005216466A (en) * 2004-01-21 2005-08-11 Sharp Corp Nonvolatile semiconductor memory device
WO2006025083A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Spansion Llc Semiconductor device, semiconductor device testing method, and data writing method
JP2006294142A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2007109364A (en) * 2005-10-10 2007-04-26 Hynix Semiconductor Inc Program method of flash memory device
JP2008181630A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Hynix Semiconductor Inc Method of programming in flash memory device
US7646639B2 (en) 2006-10-10 2010-01-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuit and method generating program voltage for non-volatile memory device
CN101625898A (en) * 2008-07-10 2010-01-13 海力士半导体有限公司 Method for programming of non volatile memory device
US7656710B1 (en) 2005-07-14 2010-02-02 Sau Ching Wong Adaptive operations for nonvolatile memories
JP4819951B2 (en) * 2006-09-12 2011-11-24 サンディスク コーポレイション Nonvolatile memory and method for linear estimation of initial programming voltage
JP2012069201A (en) * 2010-09-22 2012-04-05 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2013037761A (en) * 2012-10-17 2013-02-21 Toshiba Corp Storage medium
JP2013069408A (en) * 2007-12-24 2013-04-18 Sk Hynix Inc Multilevel cell program method for volatile memory device
KR20220029399A (en) * 2020-08-31 2022-03-08 윈본드 일렉트로닉스 코포레이션 Semiconductor storage apparatus and program method

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6937520B2 (en) 2004-01-21 2005-08-30 Tsuyoshi Ono Nonvolatile semiconductor memory device
JP2005216466A (en) * 2004-01-21 2005-08-11 Sharp Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JPWO2006025083A1 (en) * 2004-08-30 2008-07-31 スパンション エルエルシー Semiconductor device, semiconductor device testing method, and data writing method
WO2006025083A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Spansion Llc Semiconductor device, semiconductor device testing method, and data writing method
US7184338B2 (en) 2004-08-30 2007-02-27 Spansion Llc Semiconductor device, semiconductor device testing method, and programming method
JP2006294142A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US11114164B2 (en) 2005-07-14 2021-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Programming nonvolatile memory cells through a series of predetermined threshold voltages
US11200954B2 (en) 2005-07-14 2021-12-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Programming nonvolatile memory cells through a series of predetermined threshold voltages
US7656710B1 (en) 2005-07-14 2010-02-02 Sau Ching Wong Adaptive operations for nonvolatile memories
US10468107B2 (en) 2005-07-14 2019-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Programming nonvolatile memory cells through a series of predetermined threshold voltages
US10978159B2 (en) 2005-07-14 2021-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Programming nonvolatile memory cells through a series of predetermined threshold voltages
US10535407B2 (en) 2005-07-14 2020-01-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Adaptive parallel writing to nonvolatile memory cells
US10468108B2 (en) 2005-07-14 2019-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Programming nonvolatile memory cells using resolution-based and level-based voltage increments
US9449682B2 (en) 2005-07-14 2016-09-20 Sau Ching Wong Reading a multi-bit value from a memory cell
US9576647B2 (en) 2005-07-14 2017-02-21 Sau Ching Wong Parallel programming of nonvolatile memory cells
US20180040369A1 (en) * 2005-07-14 2018-02-08 Sau Ching Wong Programming nonvolatile memory cells through a series of predetermined threshold voltages
JP2007109364A (en) * 2005-10-10 2007-04-26 Hynix Semiconductor Inc Program method of flash memory device
JP4819951B2 (en) * 2006-09-12 2011-11-24 サンディスク コーポレイション Nonvolatile memory and method for linear estimation of initial programming voltage
US7646639B2 (en) 2006-10-10 2010-01-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuit and method generating program voltage for non-volatile memory device
JP2008181630A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Hynix Semiconductor Inc Method of programming in flash memory device
JP2013069408A (en) * 2007-12-24 2013-04-18 Sk Hynix Inc Multilevel cell program method for volatile memory device
CN101625898A (en) * 2008-07-10 2010-01-13 海力士半导体有限公司 Method for programming of non volatile memory device
US8422301B2 (en) 2010-09-22 2013-04-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device and operating method thereof
JP2012069201A (en) * 2010-09-22 2012-04-05 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2013037761A (en) * 2012-10-17 2013-02-21 Toshiba Corp Storage medium
KR20220029399A (en) * 2020-08-31 2022-03-08 윈본드 일렉트로닉스 코포레이션 Semiconductor storage apparatus and program method
JP2022040515A (en) * 2020-08-31 2022-03-11 ウィンボンド エレクトロニクス コーポレーション Flash memory and programming method
US11798628B2 (en) 2020-08-31 2023-10-24 Winbond Electronics Corp. Semiconductor memory apparatus adopting new ISPP method with sacrificial programming pulse and programming method thereof

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