JPH11149791A - Non-volatile semiconductor storage - Google Patents

Non-volatile semiconductor storage

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JPH11149791A
JPH11149791A JP31325897A JP31325897A JPH11149791A JP H11149791 A JPH11149791 A JP H11149791A JP 31325897 A JP31325897 A JP 31325897A JP 31325897 A JP31325897 A JP 31325897A JP H11149791 A JPH11149791 A JP H11149791A
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JP
Japan
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write
circuit
memory cell
drain
signal
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JP31325897A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuichi Kurata
勝一 倉田
Rie Ariga
理恵 有賀
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the fluctuation of the threshold voltage of each memory cell, and to reduce writing time in a non-volatile semiconductor storage for electrically writing data. SOLUTION: A writing circuit 6 is constituted of an Nch transistor MN whose source is connected to the drain of Y gates MY1-MY3, and its drain is connected to a power supply 11 via a resistor RL, a level shifter circuit 7 where the drain voltage VL of the Nch transistor MN is inputted and a write completion signal is outputted when the drain voltage VL reaches a preset write completion decision level, and a write operation switching circuit 8 where a write control signal and the write completion signal of the level shifter circuit 7 are inputted, the Nch transistor MN is turned on in response to the write control signal for starting write operation, and the Nch transistor MN is turned off in response to the write completion signal 7 of the level shifter circuit for ending write operation.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、EPROM,EE
PROM,フラッシュEEPROM等の電気的にデータ
書込みが可能な不揮発性半導体記憶装置に関するもので
ある。
The present invention relates to an EPROM, an EE
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device such as a PROM, a flash EEPROM, and the like, in which data can be electrically written.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、不揮発性半導体記憶装置として
は、プログラムのデバッグ用や、磁気ディスクの置き換
え用途に対する要望が強まり、データの書換が可能なE
PROM、EEPROM、フラッシュEEPROMに対
する要望が高まっている。以下に従来の不揮発性半導体
記憶装置としてフラッシュEEPROMを例に説明す
る。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for a nonvolatile semiconductor memory device for debugging a program or replacing a magnetic disk.
There is an increasing demand for PROMs, EEPROMs, and flash EEPROMs. Hereinafter, a flash EEPROM will be described as an example of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【0003】図11は一般的なフラッシュEEPROM
の構成を示す回路図である。図11において、1はメモ
リセルアレーの行を選択するXデコーダ、2はメモリセ
ルアレーの列を選択するYデコーダ、3はソース制御回
路、4はセンスアンプ回路、5は書込み回路、M(i,
j)(i=1〜3,j=1〜3)はメモリセル、MYj
(j=1〜3)はYゲート、WLi(i=1〜3)はワ
ード線、BLj(j=1〜3)はビット線、YGi(i
=1〜3)はデコード信号線である。
FIG. 11 shows a general flash EEPROM.
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of FIG. In FIG. 11, 1 is an X decoder for selecting a row of the memory cell array, 2 is a Y decoder for selecting a column of the memory cell array, 3 is a source control circuit, 4 is a sense amplifier circuit, 5 is a write circuit, and M (i ,
j) (i = 1 to 3, j = 1 to 3) are memory cells, MYj
(J = 1 to 3) is a Y gate, WLi (i = 1 to 3) is a word line, BLj (j = 1 to 3) is a bit line, and YGi (i
= 1 to 3) are decode signal lines.

【0004】メモリセルM(i,j)はフローティング
ゲートを有する二重ゲート構造のトランジスタで形成さ
れ、3行3列のマトリックス状にアレー配置されてい
る。各メモリセルM(i,j)のコントロールゲートは
Xデコーダ1の出力線であるワード線WLiに接続さ
れ、各メモリセルM(i,j)のドレインは、ビット線
BLjに各々接続されている。各メモリセルM(i,
j)のソースは、共通に接続されてソース制御回路3に
接続されている。各ビット線BLjは各々YゲートMY
jのソースに接続され、各YゲートMYjのゲートは、
Yデコーダ2の出力線であるデコード信号線YGiに接
続され、各YゲートMYjのドレインは、共通に接続さ
れてセンスアンプ回路4および書込み回路5に接続され
ている。
The memory cells M (i, j) are formed of transistors having a double gate structure having a floating gate, and are arranged in a matrix of three rows and three columns. The control gate of each memory cell M (i, j) is connected to a word line WLi, which is the output line of the X decoder 1, and the drain of each memory cell M (i, j) is connected to a bit line BLj. . Each memory cell M (i,
The sources of j) are commonly connected and connected to the source control circuit 3. Each bit line BLj has a Y gate MY
j, and the gate of each Y gate MYj is
The drain of each of the Y gates MYj is connected to a sense amplifier circuit 4 and a write circuit 5 while being connected to a decode signal line YGi which is an output line of the Y decoder 2.

【0005】フラッシュEEPROMのROMデータ
は、その“1”、“0”に応じて、各メモリセルM
(i,j)のしきい値電圧(以下「Vt」という)を、
例えばROMデータが“1”の場合には0V<Vt<1
V、ROMデータが“0”の場合にはVt>電源電圧の
ように設定され、ワード線WLiに“H”レベル(電源
電圧)入力時に、ROMデータが“1”の場合はメモリ
セルM(i,j)はオンし、またROMデータが“0”
の場合はメモリセルM(i,j)はオフ状態のままとな
る。
The ROM data of the flash EEPROM is stored in each memory cell M according to "1" and "0".
The threshold voltage of (i, j) (hereinafter referred to as “Vt”)
For example, when the ROM data is "1", 0V <Vt <1
When V and ROM data are “0”, Vt> power supply voltage is set, and when “H” level (power supply voltage) is input to the word line WLi, when the ROM data is “1”, the memory cell M ( i, j) is turned on and the ROM data is "0".
In this case, the memory cell M (i, j) remains off.

【0006】フラッシュEEPROMにおいて、メモリ
セルのデータ書込みおよび消去動作を図12を用いて説
明する。図12はメモリセルのVtを表わすものであ
り、横軸はゲート電圧、縦軸はメモリセルのドレイン電
流を表わす。メモリセルにデータを書き込む際は、例え
ばソースをグランドレベルにしておき、コントロールゲ
ート、ドレインに電圧をかけるとフローティングゲート
にエレクトロンのアバランシェ現象が生じてフローティ
ングゲートに電荷がたまり、メモリセルのVtが高くな
ってソース、ドレイン間を遮断状態にすることができる
(図12の書込み状態)。データを消去する際は、例え
ばコントロールゲートをグランドレベルにしておき、ド
レインを開放し、ソースに電圧をかけると、フローティ
ングゲートにたまった電荷がソース側へ抜けていき、メ
モリセルのVtが低くなって、トランジスタをもとの状
態に戻すことができる(図12の消去状態)。
[0006] Data write and erase operations of a memory cell in a flash EEPROM will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows Vt of the memory cell, where the horizontal axis represents the gate voltage and the vertical axis represents the drain current of the memory cell. When writing data to the memory cell, for example, the source is set to the ground level, and when a voltage is applied to the control gate and the drain, an avalanche phenomenon of electrons occurs in the floating gate, and charges accumulate in the floating gate. As a result, the source and drain can be cut off (write state in FIG. 12). When erasing data, for example, when the control gate is set to the ground level, the drain is opened, and a voltage is applied to the source, the charges accumulated in the floating gate are drained to the source side, and the Vt of the memory cell decreases. Thus, the transistor can be returned to the original state (the erased state in FIG. 12).

【0007】上記書込み動作を図11の回路において、
メモリセルM(2,2)に実施する場合の具体的な動作
について説明する。ソース制御回路3により、メモリセ
ルのソースをグランドレベルにしておき、Xデコーダ1
によって、メモリセルM(2,2)のゲートにつながる
ワード線WL2を“H”にし、その他のワード線WL
1,WL3を“L”にする。さらに、メモリセルM
(2,2)のドレインにつながるビット線BL2のみが
センスアンプ回路4および書込み回路5に接続されるよ
うに、Yデコーダ2によって、ビット線BL2につなが
るYゲートMY2のゲートに接続されたデコード信号線
YG2のみを“H”にし、その他のデコード信号線YG
1,YG3を“L”にする。これらの設定により、メモ
リセルM(2,2)のみがセンスアンプ回路4および書
込み回路5の制御により、書込みおよびベリファイ動作
ができる。
In the circuit of FIG.
A specific operation when the operation is performed on the memory cell M (2, 2) will be described. The source of the memory cell is set to the ground level by the source control circuit 3, and the X decoder 1
Thereby, the word line WL2 connected to the gate of the memory cell M (2, 2) is set to “H” and the other word lines WL
1, WL3 is set to "L". Further, the memory cell M
The decode signal connected to the gate of the Y gate MY2 connected to the bit line BL2 by the Y decoder 2 so that only the bit line BL2 connected to the drain of (2, 2) is connected to the sense amplifier circuit 4 and the write circuit 5. Only the line YG2 is set to “H”, and the other decode signal lines YG
1, YG3 is set to "L". With these settings, only the memory cell M (2, 2) can perform the write and verify operations under the control of the sense amplifier circuit 4 and the write circuit 5.

【0008】次に、書込み回路5により、一定時間メモ
リセルM(2,2)のドレインに電圧を印加し、書込み
を実施する。その後にセンスアンプ回路4により、ベリ
ファイを実施する。読み出したデータが“1”であれば
再度書込み動作を実施し、“0”であれば書込みが完了
しているので、動作を終了する。以上のように、書込み
を実施する際、書込みとベリファイの動作を繰り返すこ
とにより、書込み完了を判断する必要がある。よって、
書込み時間は書込みとベリファイ動作の繰り返し回数に
よって変化する。
Next, a voltage is applied to the drain of the memory cell M (2, 2) for a predetermined time by the write circuit 5 to perform writing. Thereafter, verification is performed by the sense amplifier circuit 4. If the read data is “1”, the write operation is performed again. If the read data is “0”, the write is completed, and the operation is terminated. As described above, when writing is performed, it is necessary to determine the completion of writing by repeating the operation of writing and verifying. Therefore,
The write time varies depending on the number of repetitions of the write and verify operations.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、フラッシ
ュEEPROM等の従来の不揮発性半導体記憶装置で
は、書込みを実施する際、書込みとベリファイ動作を繰
り返して書込み完了を判断しており、書込みとベリファ
イ動作を繰り返すため、書込み時間が長くなった。ま
た、書込みとベリファイ動作の繰り返し回数を少なくす
るためには一度の書込みに要する時間を長くすればよい
が、その場合、書込み後のVt制御が困難になり、Vt
ばらつきが大きくなったり、過剰書込みによる信頼性的
不具合の可能性がある。
As described above, in a conventional nonvolatile semiconductor memory device such as a flash EEPROM, when writing is performed, the writing and verifying operations are repeated to determine the completion of the writing. Since the operation is repeated, the writing time is prolonged. Further, in order to reduce the number of repetitions of the write and verify operations, the time required for one write may be increased, but in that case, Vt control after the write becomes difficult, and Vt control becomes difficult.
There is a possibility that the variation will increase or a reliability defect due to excessive writing will occur.

【0010】本発明は、各メモリセルのしきい値電圧
(Vt)のばらつきを抑え、書込み時間の短縮化を図る
ことのできる不揮発性半導体記憶装置を提供することを
目的としている。
It is an object of the present invention to provide a non-volatile semiconductor memory device capable of suppressing variation in threshold voltage (Vt) of each memory cell and shortening a writing time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の不揮発性
半導体記憶装置は、ドレインがビット線に接続されたト
ランジスタからなる電気的にデータの書込みが可能な不
揮発性メモリセルが行および列方向に所望の容量分配置
されたメモリセルアレーと、メモリセルアレーの行を選
択するXデコーダと、メモリセルアレーの列を選択する
Yデコーダと、ビット線にソースが接続されYデコーダ
の出力信号でオンオフ制御される列選択トランジスタ
と、不揮発性メモリセルにデータの書込みを行う書込み
回路とを備えた不揮発性半導体記憶装置であって、書込
み回路は、ソースが列選択トランジスタのドレインに接
続され、ドレインが抵抗を介して電源に接続されたNチ
ャネルトランジスタと、Nチャネルトランジスタのドレ
イン電圧を入力し、このドレイン電圧が予め設定した書
込み終了判定レベルに達したときに書込み終了信号を出
力するレベルシフタ回路と、書込み制御信号とレベルシ
フタ回路の書込み終了信号とを入力し、書込み制御信号
に応答してNチャネルトランジスタをオンして書込み動
作を開始させ、レベルシフタ回路の書込み終了信号に応
答してNチャネルトランジスタをオフし書込み動作を終
了させる書込み動作切り換え回路とからなることを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device comprising: a nonvolatile memory cell having a drain connected to a bit line; , A memory cell array arranged for a desired capacity, an X decoder for selecting a row of the memory cell array, a Y decoder for selecting a column of the memory cell array, and an output signal of the Y decoder having a source connected to a bit line. What is claimed is: 1. A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a column select transistor that is controlled to be turned on and off; and a write circuit that writes data to a nonvolatile memory cell, wherein the write circuit has a source connected to a drain of the column select transistor, Inputs an N-channel transistor connected to a power supply via a resistor, and a drain voltage of the N-channel transistor; A level shifter circuit that outputs a write end signal when the drain voltage of the semiconductor memory reaches a preset write end determination level, a write control signal and a write end signal of the level shifter circuit, and responds to the write control signal. And a write operation switching circuit for turning on the transistor to start the write operation, and turning off the N-channel transistor in response to the write end signal of the level shifter circuit to end the write operation.

【0012】この構成により、メモリセル毎の書込み特
性に関係なく、書込み後の各メモリセルのVtをばらつ
きなく揃えることができる。また、ベリファイ動作を書
込み動作とは別に実施する必要がないので、書込み時間
を短縮することができる。請求項2記載の不揮発性半導
体記憶装置は、ドレインがビット線に接続されたトラン
ジスタからなる電気的にデータの書込みが可能な不揮発
性メモリセルが行および列方向に所望の容量分配置され
たメモリセルアレーと、メモリセルアレーの行を選択す
るXデコーダと、メモリセルアレーの列を選択するYデ
コーダと、ビット線にソースが接続されYデコーダの出
力信号でオンオフ制御される列選択トランジスタと、不
揮発性メモリセルにデータの書込みを行う書込み回路と
を備えた不揮発性半導体記憶装置であって、書込み回路
は、ソースが列選択トランジスタのドレインに接続さ
れ、ドレインが抵抗を介して電源に接続されたNチャネ
ルトランジスタと、Nチャネルトランジスタのドレイン
電圧を入力し、このドレイン電圧が予め設定した書込み
終了判定レベルに達したときに書込み終了信号を出力す
るレベルシフタ回路と、書込み制御信号とレベルシフタ
回路の書込み終了信号と列選択トランジスタのドレイン
信号とを入力し、書込み制御信号に応答してNチャネル
トランジスタをオンして書込み動作を開始させ、レベル
シフタ回路の書込み終了信号に応答してNチャネルトラ
ンジスタのゲートに列選択トランジスタのドレイン信号
の反転信号を供給することによりNチャネルトランジス
タの電流を減少させて書込み動作を終了させる書込み動
作切り換え回路とからなることを特徴とする。
With this configuration, the Vt of each memory cell after writing can be made uniform without variation, regardless of the writing characteristics of each memory cell. Further, since the verify operation does not need to be performed separately from the write operation, the write time can be reduced. 3. A nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein said nonvolatile memory cell comprising a transistor having a drain connected to a bit line and capable of electrically writing data is arranged in a row and column direction by a desired capacity. A cell array, an X decoder for selecting a row of the memory cell array, a Y decoder for selecting a column of the memory cell array, a column selection transistor having a source connected to a bit line and controlled on / off by an output signal of the Y decoder; A write circuit for writing data to the nonvolatile memory cell, wherein the write circuit has a source connected to the drain of the column selection transistor, and a drain connected to the power supply via a resistor. N-channel transistor and the drain voltage of the N-channel transistor are input, and this drain voltage is set in advance. A level shifter circuit that outputs a write end signal when the write end determination level is reached, a write control signal, a write end signal of the level shifter circuit, and a drain signal of a column selection transistor are input, and an N channel is provided in response to the write control signal. A transistor is turned on to start a write operation, and in response to a write end signal of the level shifter circuit, an inverted signal of a drain signal of a column selection transistor is supplied to a gate of the N-channel transistor to reduce a current of the N-channel transistor. And a write operation switching circuit for ending the write operation.

【0013】この構成により、メモリセル毎の書込み特
性に関係なく、書込み後の各メモリセルのVtをばらつ
きなく揃えることができる。また、ベリファイ動作を書
込み動作とは別に実施する必要がないので、書込み時間
を短縮することができる。請求項3記載の不揮発性半導
体記憶装置は、請求項2記載の不揮発性半導体記憶装置
において、読み出し動作時に、書込み動作切り換え回路
はNチャネルトランジスタのゲートに列選択トランジス
タのドレイン信号の反転信号を供給し、レベルシフタ回
路の出力信号を読み出しデータとして出力することによ
り、書込み回路をセンスアンプ回路として用いるように
している。
With this configuration, the Vt of each memory cell after writing can be made uniform without variation, regardless of the writing characteristics of each memory cell. Further, since the verify operation does not need to be performed separately from the write operation, the write time can be reduced. According to a third aspect of the present invention, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the second aspect, at the time of a read operation, the write operation switching circuit supplies an inverted signal of the drain signal of the column select transistor to the gate of the N-channel transistor. By outputting the output signal of the level shifter circuit as read data, the write circuit is used as a sense amplifier circuit.

【0014】これにより、センスアンプ回路を別に設け
る必要がなく、小型化を図ることができる。請求項4記
載の不揮発性半導体記憶装置は、ドレインがビット線に
接続されたトランジスタからなる電気的にデータの書込
みが可能な不揮発性メモリセルが行および列方向に所望
の容量分配置されたメモリセルアレーと、メモリセルア
レーの行を選択するXデコーダと、メモリセルアレーの
列を選択するYデコーダと、ビット線にソースが接続さ
れYデコーダの出力信号でオンオフ制御される列選択ト
ランジスタと、不揮発性メモリセルにデータの書込みを
行う書込み回路とを備えた不揮発性半導体記憶装置であ
って、書込み回路は、ドレインが列選択トランジスタの
ドレインに接続され、ソースが抵抗を介して電源に接続
されたPチャネルトランジスタと、Pチャネルトランジ
スタのソース電圧を入力し、このソース電圧が予め設定
した書込み終了判定レベルに達したときに書込み終了信
号を出力するレベルシフタ回路と、書込み制御信号とレ
ベルシフタ回路の書込み終了信号とを入力し、書込み制
御信号に応答してPチャネルトランジスタをオンして書
込み動作を開始させ、レベルシフタ回路の書込み終了信
号に応答してPチャネルトランジスタをオフし書込み動
作を終了させる書込み動作切り換え回路とからなること
を特徴とする。
Thus, it is not necessary to separately provide a sense amplifier circuit, and the size can be reduced. 5. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein electrically-writable non-volatile memory cells each including a transistor having a drain connected to a bit line and having a desired capacity arranged in a row and column direction. A cell array, an X decoder for selecting a row of the memory cell array, a Y decoder for selecting a column of the memory cell array, a column selection transistor having a source connected to a bit line and controlled on / off by an output signal of the Y decoder; A write circuit for writing data to a non-volatile memory cell, wherein the write circuit has a drain connected to a drain of a column selection transistor, and a source connected to a power supply via a resistor. Input the P-channel transistor and the source voltage of the P-channel transistor, and the source voltage A level shifter circuit that outputs a write end signal when the write end determination level is reached, a write control signal and a write end signal of the level shifter circuit are input, and a P-channel transistor is turned on in response to the write control signal to perform a write operation. And a write operation switching circuit for turning off the P-channel transistor in response to the write end signal of the level shifter circuit to end the write operation.

【0015】この構成により、メモリセル毎の書込み特
性に関係なく、書込み後の各メモリセルのVtをばらつ
きなく揃えることができる。また、ベリファイ動作を書
込み動作とは別に実施する必要がないので、書込み時間
を短縮することができる。
With this configuration, the Vt of each memory cell after writing can be made uniform without variation, regardless of the writing characteristics of each memory cell. Further, since the verify operation does not need to be performed separately from the write operation, the write time can be reduced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施の
形態では、従来例同様、フラッシュEEPROMを例に
説明するが、EPROM,EEPROM等、電気的にデ
ータ書込みが可能な不揮発性半導体記憶装置に適用でき
るものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention, a flash EEPROM will be described as an example, as in the conventional example. However, the present invention can be applied to a nonvolatile semiconductor memory device such as an EPROM and an EEPROM, which can electrically write data.

【0017】〔第1の実施の形態〕図1は本発明の第1
の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置の構成図であ
る。図1において、6は書込み回路、7はレベルシフタ
回路、8は書込み動作切り換え回路、11は電源、RL
は抵抗、MNはNch(Nチャネル)トランジスタであ
り、その他、図11と同一部分には同一符号を付し、説
明を省略する。また、図2は同実施の形態におけるレベ
ルシフタ回路7の回路構成図であり、図3は書込み動作
切り換え回路8の回路構成図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 is a configuration diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment. In FIG. 1, 6 is a write circuit, 7 is a level shifter circuit, 8 is a write operation switching circuit, 11 is a power supply, RL
Is a resistor, MN is an Nch (N-channel) transistor, and other portions that are the same as those in FIG. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the level shifter circuit 7 according to the embodiment, and FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the write operation switching circuit 8.

【0018】本実施の形態では、各Yゲート(列選択ト
ランジスタ)MYj(j=1〜3)のドレインにセンス
アンプ回路4とともに接続された書込み回路6が、図1
1の書込み回路5と異なり、他の構成は図11と同様で
ある。図1の書込み回路6は、NchトランジスタMN
と抵抗RLとレベルシフタ回路7と書込み動作切り換え
回路8とから構成されている。各YゲートMYjのドレ
インは、共通に接続されてNchトランジスタMNのソ
ースに接続されている。NchトランジスタMNのドレ
インは、抵抗RLを介して電源11に接続されている。
In the present embodiment, the write circuit 6 connected to the drain of each Y gate (column selection transistor) MYj (j = 1 to 3) together with the sense amplifier circuit 4 is shown in FIG.
Unlike the first write circuit 5, the other configuration is the same as that of FIG. The write circuit 6 of FIG.
RL, a resistor RL, a level shifter circuit 7, and a write operation switching circuit 8. The drains of the Y gates MYj are connected in common and connected to the source of the Nch transistor MN. The drain of the Nch transistor MN is connected to the power supply 11 via the resistor RL.

【0019】レベルシフタ回路7は、抵抗RLとNch
トランジスタMNとの接続点の電圧、言い換えればNc
hトランジスタMNのドレインの電圧VL(以下「書込
み検出レベルVL」という)を入力としている。このレ
ベルシフタ回路7は、例えば図2に示すように、Pch
トランジスタ21とNchトランジスタ22で構成され
たインバータ回路であり、通常のインバータ回路では入
力電圧が電源電圧の1/2で出力を反転するところを、
Pchトランジスタ21とNchトランジスタ22との
サイズを調節することにより、所望の値で出力を反転す
るようにした回路である。
The level shifter circuit 7 includes a resistor RL and an Nch
The voltage at the connection point with the transistor MN, in other words, Nc
The voltage VL of the drain of the h transistor MN (hereinafter referred to as “write detection level VL”) is input. This level shifter circuit 7 is, for example, as shown in FIG.
This is an inverter circuit composed of a transistor 21 and an Nch transistor 22. In an ordinary inverter circuit, the input voltage inverts the output at half the power supply voltage.
This is a circuit in which the output is inverted at a desired value by adjusting the size of the Pch transistor 21 and the Nch transistor 22.

【0020】書込み動作切り換え回路8は、レベルシフ
タ回路7の出力信号LOと書込み制御信号とを入力し、
その出力信号COは、NchトランジスタMNのゲート
に入力される。この書込み動作切り換え回路8は、例え
ば図3に示すような回路で実現され、書込み制御信号が
“H”レベルのときには出力信号COを“L”レベルに
し、書込み制御信号が“L”レベルのときには出力信号
COとして入力のレベルシフタ回路7の出力信号LOと
同レベルを出力する回路である。なお、図3において、
31,32はDフリップフロップからなるラッチ回路、
33はNOR回路、34,35はNchトランジスタ、
36,37はインバータ回路である。
The write operation switching circuit 8 receives the output signal LO of the level shifter circuit 7 and a write control signal,
The output signal CO is input to the gate of the Nch transistor MN. The write operation switching circuit 8 is realized by, for example, a circuit as shown in FIG. 3. When the write control signal is at the “H” level, the output signal CO is set to the “L” level, and when the write control signal is at the “L” level, This circuit outputs the same level as the output signal LO of the input level shifter circuit 7 as the output signal CO. In FIG. 3,
31 and 32 are latch circuits composed of D flip-flops,
33 is a NOR circuit, 34 and 35 are Nch transistors,
36 and 37 are inverter circuits.

【0021】以上のように構成される本実施の形態の不
揮発性半導体記憶装置の書込み時の動作について説明す
る。書込みを実施するセルを例えばメモリセルM(2,
2)とする。まず、ソース制御回路3により、メモリセ
ルのソースをグランドレベルにしておき、Xデコーダ1
によって、メモリセルM(2,2)のゲートにつながる
ワード線WL2を“H”にし、その他のワード線WL
1,WL3を“L”にする。さらに、メモリセルM
(2,2)のドレインにつながるビット線BL2のみが
センスアンプ回路4および書込み回路6に接続されるよ
うに、Yデコーダ2によって、ビット線BL2につなが
るYゲートMY2のゲートに接続されたデコード信号線
YG2のみを“H”にし、その他のデコード信号線YG
1,YG3を“L”にする。これらの設定により、メモ
リセルM(2,2)のみがセンスアンプ回路4および書
込み回路6の制御により、書込みおよびベリファイ動作
ができる。
An operation at the time of writing of the nonvolatile semiconductor memory device of the present embodiment configured as described above will be described. For example, a memory cell M (2,
2). First, the source of the memory cell is set to the ground level by the source control circuit 3, and the X decoder 1
Thereby, the word line WL2 connected to the gate of the memory cell M (2, 2) is set to “H” and the other word lines WL
1, WL3 is set to "L". Further, the memory cell M
The decode signal connected to the gate of the Y gate MY2 connected to the bit line BL2 by the Y decoder 2 so that only the bit line BL2 connected to the drain of (2, 2) is connected to the sense amplifier circuit 4 and the write circuit 6. Only the line YG2 is set to “H”, and the other decode signal lines YG
1, YG3 is set to "L". With these settings, only the memory cell M (2, 2) can perform the write and verify operations under the control of the sense amplifier circuit 4 and the write circuit 6.

【0022】次に、書込み回路6により、書込みを実施
する。このときのタイミングチャートを図4に示す。書
込みを実施するときは、書込み回路6に入力される書込
み制御信号を“L”にする。これにより、書込み動作切
り換え回路8の出力信号COが“H”になり、Nchト
ランジスタMNをON(オン)させる。このときに、メ
モリセルM(2,2)のドレインに書込みに必要なレベ
ルの電圧が印加されるように、電源11のレベルおよび
抵抗RLの値を調節しておく。以上の設定により、メモ
リセルM(2,2)に書込みが行われる。そして、Nc
hトランジスタMNがONすることにより、書込み当初
の書込み検出レベルVLはレベルシフタ回路7の書込み
終了判定レベルVLsよりも低下し、レベルシフタ回路
7の出力信号LOは“H”になる。なお、レベルシフタ
回路7の書込み終了判定レベルVLsは、メモリセルの
書込みが完了した時点、すなわちメモリセルが予定のV
tまで書き込まれた時点における書込み検出レベルVL
の予定レベルとして設定しておく。
Next, writing is performed by the writing circuit 6. FIG. 4 shows a timing chart at this time. When writing is performed, the write control signal input to the write circuit 6 is set to “L”. As a result, the output signal CO of the write operation switching circuit 8 becomes “H”, and the Nch transistor MN is turned on. At this time, the level of the power supply 11 and the value of the resistor RL are adjusted so that a voltage of a level necessary for writing is applied to the drain of the memory cell M (2, 2). With the above settings, writing is performed on the memory cell M (2, 2). And Nc
When the h-transistor MN is turned on, the write detection level VL at the beginning of writing becomes lower than the write end determination level VLs of the level shifter circuit 7, and the output signal LO of the level shifter circuit 7 becomes "H". Note that the write end determination level VLs of the level shifter circuit 7 is determined when the writing of the memory cell is completed, that is, when the memory cell
write detection level VL at the time when data is written up to t
Set as the scheduled level for.

【0023】そして、書込みが進むにつれ、メモリセル
M(2,2)のVtが高くなり、抵抗成分が大きくな
る。したがって、書込み検出レベルVLは、書込み当初
よりも高くなる。書込みが進んで、書込み検出レベルV
Lがレベルシフタ回路7の書込み終了判定レベルVLs
に達すると、レベルシフタ回路7の出力信号LOが
“H”から“L”になる。このときの“L”の出力信号
LOが書込み終了信号である。そして、書込み動作切り
換え回路8は、書込み終了信号を受けて、すなわちレベ
ルシフタ回路7からの入力信号LOが“L”になると、
出力信号COが“L”レベルになる。すなわち、メモリ
セルM(2,2)への書込みが進むと書込み検出レベル
VLが高くなる。予定のVtまで書き込まれると、レベ
ルシフタ回路7の出力信号LOが反転し、書込み動作切
り換え回路8の出力信号COが“L”レベルになる。こ
の出力信号COが“L”レベルになると、Nchトラン
ジスタMNがOFF(オフ)し、書込みが行われなくな
り、書込み動作が完了する。
Then, as writing proceeds, Vt of the memory cell M (2, 2) increases, and the resistance component increases. Therefore, the write detection level VL is higher than at the beginning of the write. As the writing proceeds, the write detection level V
L is the write end determination level VLs of the level shifter circuit 7
, The output signal LO of the level shifter circuit 7 changes from “H” to “L”. The "L" output signal LO at this time is a write end signal. The write operation switching circuit 8 receives the write end signal, that is, when the input signal LO from the level shifter circuit 7 becomes “L”,
The output signal CO becomes "L" level. That is, as writing to the memory cell M (2, 2) proceeds, the write detection level VL increases. When the data is written to the predetermined Vt, the output signal LO of the level shifter circuit 7 is inverted, and the output signal CO of the write operation switching circuit 8 becomes "L" level. When the output signal CO goes to "L" level, the Nch transistor MN is turned off, and writing is not performed, and the writing operation is completed.

【0024】以上のように第1の実施の形態によれば、
書込み回路6を前述のように構成することにより、メモ
リセル毎の書込み特性に関係なく、書込み後のVtをば
らつきなく揃えることができる。また、ベリファイ動作
を書込み動作とは別に実施する必要がないので、書込み
時間を短縮することができる。 〔第2の実施の形態〕図5は本発明の第2の実施の形態
の不揮発性半導体記憶装置の構成図である。図5におい
て、9はセンスアンプ兼用書込み回路、10は書込み動
作切り換え回路であり、その他、図1と同一部分には同
一符号を付し、説明を省略する。また、図6は同実施の
形態における書込み動作切り換え回路10の回路構成図
である。
As described above, according to the first embodiment,
By configuring the writing circuit 6 as described above, the Vt after writing can be made uniform without variation regardless of the writing characteristics of each memory cell. Further, since the verify operation does not need to be performed separately from the write operation, the write time can be reduced. [Second Embodiment] FIG. 5 is a configuration diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 9 denotes a write circuit serving also as a sense amplifier, and reference numeral 10 denotes a write operation switching circuit. In addition, the same parts as those in FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of the write operation switching circuit 10 according to the embodiment.

【0025】本実施の形態では、図1のセンスアンプ回
路4および書込み回路6に代えて、センスアンプ兼用書
込み回路9が各Yゲート(列選択トランジスタ)MYj
(j=1〜3)のドレインに接続されており、他の構成
は図1と同様である。図5のセンスアンプ兼用書込み回
路9は、NchトランジスタMNと抵抗RLとレベルシ
フタ回路7と書込み動作切り換え回路10とから構成さ
れている。各YゲートMYjのドレインは、共通に接続
されてNchトランジスタMNのソースに接続されてい
る。NchトランジスタMNのドレインは、抵抗RLを
介して電源11に接続されている。
In the present embodiment, instead of the sense amplifier circuit 4 and the write circuit 6 in FIG. 1, a sense amplifier / write circuit 9 is provided for each Y gate (column select transistor) MYj.
(J = 1 to 3) are connected to the drains, and the other configuration is the same as that of FIG. 5 includes an Nch transistor MN, a resistor RL, a level shifter circuit 7, and a write operation switching circuit 10. The drains of the Y gates MYj are connected in common and connected to the source of the Nch transistor MN. The drain of the Nch transistor MN is connected to the power supply 11 via the resistor RL.

【0026】レベルシフタ回路7は、抵抗RLとNch
トランジスタMNとの接続点の電圧、言い換えればNc
hトランジスタMNのドレインの電圧VL(以下「書込
み検出レベルVL」という)を入力とし、図2と同様の
構成である。書込み動作切り換え回路10は、レベルシ
フタ回路7の出力信号LOと書込み制御信号とYゲート
MYj(j=1〜3)のドレイン電圧とを入力し、その
出力信号COは、NchトランジスタMNのゲートに入
力される。この書込み動作切り換え回路10は、例えば
図6に示すような回路で実現され、書込み制御信号が
“H”レベルのときには出力信号COとしてYゲートM
Yjのドレインからの入力信号の反転信号を出力し、書
込み制御信号が“L”レベルのときには出力信号COと
して入力のレベルシフタ回路7の出力信号LOと同レベ
ルを出力する回路である。なお、図6において、39,
40はインバータ回路、41,44,45はPchトラ
ンジスタ、42,43,46はNchトランジスタであ
り、その他の図3と対応する部分には同一符号を付し、
説明を省略する。
The level shifter circuit 7 includes a resistor RL and an Nch
The voltage at the connection point with the transistor MN, in other words, Nc
The configuration is the same as that of FIG. 2 with the input of the voltage VL of the drain of the h transistor MN (hereinafter referred to as “write detection level VL”). The write operation switching circuit 10 inputs the output signal LO of the level shifter circuit 7, the write control signal, and the drain voltage of the Y gate MYj (j = 1 to 3), and the output signal CO is input to the gate of the Nch transistor MN. Is done. The write operation switching circuit 10 is realized by, for example, a circuit as shown in FIG. 6, and when a write control signal is at "H" level, a Y gate M
This circuit outputs an inverted signal of the input signal from the drain of Yj, and outputs the same level as the output signal LO of the input level shifter circuit 7 as the output signal CO when the write control signal is at the “L” level. In FIG. 6, 39,
40 is an inverter circuit, 41, 44 and 45 are Pch transistors, 42, 43 and 46 are Nch transistors, and other parts corresponding to those in FIG.
Description is omitted.

【0027】以上のように構成される本実施の形態の不
揮発性半導体記憶装置の動作について説明する。まず、
書込み時の動作について説明する。書込みを実施するセ
ルを例えばメモリセルM(2,2)とする。まず、ソー
ス制御回路3により、メモリセルのソースをグランドレ
ベルにしておき、Xデコーダ1によって、メモリセルM
(2,2)のゲートにつながるワード線WL2を“H”
にし、その他のワード線WL1,WL3を“L”にす
る。さらに、メモリセルM(2,2)のドレインにつな
がるビット線BL2のみがセンスアンプ兼用書込み回路
9に接続されるように、Yデコーダ2によって、ビット
線BL2につながるYゲートMY2のゲートに接続され
たデコード信号線YG2のみを“H”にし、その他のデ
コード信号線YG1,YG3を“L”にする。これらの
設定により、メモリセルM(2,2)のみがセンスアン
プ兼用書込み回路9の制御により、書込みおよびベリフ
ァイ動作ができる。
The operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment configured as described above will be described. First,
The operation at the time of writing will be described. The cell on which the writing is performed is, for example, a memory cell M (2, 2). First, the source of the memory cell is set to the ground level by the source control circuit 3, and the memory cell M is set by the X decoder 1.
The word line WL2 connected to the gate of (2, 2) is set to “H”.
And the other word lines WL1 and WL3 are set to “L”. Further, the Y decoder 2 is connected to the gate of the Y gate MY2 connected to the bit line BL2 so that only the bit line BL2 connected to the drain of the memory cell M (2, 2) is connected to the sense amplifier / write circuit 9. Only the decoded signal line YG2 is set to “H”, and the other decoded signal lines YG1 and YG3 are set to “L”. With these settings, only the memory cell M (2, 2) can perform the write and verify operations under the control of the write circuit 9 also serving as the sense amplifier.

【0028】次に、センスアンプ兼用書込み回路9によ
り、書込みを実施する。このときのタイミングチャート
を図7に示す。書込みを実施するときは、センスアンプ
兼用書込み回路9に入力される書込み制御信号を“L”
にする。これにより、書込み動作切り換え回路10の出
力信号COが“H”になり、NchトランジスタMNを
ONさせる。このときに、メモリセルM(2,2)のド
レインに書込みに必要なレベルの電圧が印加されるよう
に、電源11のレベルおよび抵抗RLの値を調節してお
く。以上の設定により、メモリセルM(2,2)に書込
みが行われる。そして、NchトランジスタMNがON
することにより、書込み当初の書込み検出レベルVLは
レベルシフタ回路7の書込み終了判定レベルVLsより
も低下し、レベルシフタ回路7の出力信号LOは“H”
になる。なお、レベルシフタ回路7の書込み終了判定レ
ベルVLsは、メモリセルの書込みが完了した時点、す
なわちメモリセルが予定のVtまで書き込まれた時点に
おける書込み検出レベルVLの予定レベルとして設定し
ておく。
Next, writing is performed by the sense amplifier / write circuit 9. FIG. 7 shows a timing chart at this time. When writing is performed, the write control signal input to the sense amplifier / write circuit 9 is set to “L”.
To As a result, the output signal CO of the write operation switching circuit 10 becomes "H", and the Nch transistor MN is turned on. At this time, the level of the power supply 11 and the value of the resistor RL are adjusted so that a voltage of a level necessary for writing is applied to the drain of the memory cell M (2, 2). With the above settings, writing is performed on the memory cell M (2, 2). Then, the Nch transistor MN is turned on.
As a result, the write detection level VL at the beginning of writing becomes lower than the write end determination level VLs of the level shifter circuit 7, and the output signal LO of the level shifter circuit 7 becomes "H".
become. Note that the write end determination level VLs of the level shifter circuit 7 is set as a scheduled level of the write detection level VL at the time when the writing of the memory cell is completed, that is, at the time when the memory cell is written to the scheduled Vt.

【0029】そして、書込みが進むにつれ、メモリセル
M(2,2)のVtが高くなり、抵抗成分が大きくな
る。したがって、書込み検出レベルVLは、書込み当初
よりも高くなる。書込みが進んで、書込み検出レベルV
Lがレベルシフタ回路7の書込み終了判定レベルVLs
に達すると、レベルシフタ回路7の出力信号LOが
“H”から“L”になる。このときの“L”の出力信号
LOが書込み終了信号である。そして、書込み動作切り
換え回路10は、書込み終了信号を受けて、すなわちレ
ベルシフタ回路7からの入力信号LOが“L”になる
と、出力信号COがYゲートMYjのドレインからの入
力信号の反転信号になる。すなわち、メモリセルM
(2,2)への書込みが進むと書込み検出レベルVLが
高くなる。予定のVtまで書き込まれると、レベルシフ
タ回路7の出力信号LOが反転し、書込み動作切り換え
回路10の出力信号COは、YゲートMYjのドレイン
からの入力信号の反転信号となり、レベルが低くなる。
この出力信号COのレベルが低くなると、Nchトラン
ジスタMNが電流を制御し、メモリセル(2,2)のド
レイン電圧が下がって書込みが行われなくなり、書込み
動作が完了する。
Then, as writing proceeds, Vt of the memory cell M (2, 2) increases, and the resistance component increases. Therefore, the write detection level VL is higher than at the beginning of the write. As the writing proceeds, the write detection level V
L is the write end determination level VLs of the level shifter circuit 7
, The output signal LO of the level shifter circuit 7 changes from “H” to “L”. The "L" output signal LO at this time is a write end signal. The write operation switching circuit 10 receives the write end signal, that is, when the input signal LO from the level shifter circuit 7 becomes “L”, the output signal CO becomes an inverted signal of the input signal from the drain of the Y gate MYj. . That is, the memory cell M
As writing to (2, 2) proceeds, the write detection level VL increases. When the data is written to the predetermined Vt, the output signal LO of the level shifter circuit 7 is inverted, and the output signal CO of the write operation switching circuit 10 becomes an inverted signal of the input signal from the drain of the Y gate MYj, and the level becomes low.
When the level of the output signal CO decreases, the Nch transistor MN controls the current, the drain voltage of the memory cell (2, 2) decreases, and writing is not performed, and the writing operation is completed.

【0030】つぎに、読み出し時の動作について説明す
る。読み出し動作では、書込み制御信号を“H”とする
ことにより、書込み動作切り換え回路10は、Yゲート
MYj(j=1〜3)のドレインからの入力信号を反転
させてNchトランジスタMNのゲートへ出力するフィ
ードバック用インバータとして動作し、レベルシフタ回
路7の出力信号LOを読み出しデータとして外部へ出力
することにより、センスアンプ兼用書込み回路9はセン
スアンプ回路として動作する。このようにセンスアンプ
回路として使用する場合、メモリセルのドレイン電圧を
通常0〜1V近辺で制御する必要がある。また、読み出
し動作時にも、ソース制御回路3はメモリセルのソース
をグランドレベルに設定している。なお、メモリセルの
ゲートレベルは書込み時の方が読み出し時よりも高く設
定されている。
Next, the operation at the time of reading will be described. In the read operation, by setting the write control signal to “H”, the write operation switching circuit 10 inverts the input signal from the drain of the Y gate MYj (j = 1 to 3) and outputs the inverted signal to the gate of the Nch transistor MN. The read / write circuit 9 operates as a sense amplifier circuit by outputting the output signal LO of the level shifter circuit 7 as read data to the outside. As described above, when used as a sense amplifier circuit, it is necessary to control the drain voltage of the memory cell usually in the vicinity of 0 to 1V. Also during the read operation, the source control circuit 3 sets the source of the memory cell to the ground level. The gate level of the memory cell is set higher during writing than during reading.

【0031】以上のように第2の実施の形態によれば、
センスアンプ兼用書込み回路9を前述のように構成する
ことにより、メモリセル毎の書込み特性に関係なく、書
込み後のVtをばらつきなく揃えることができる。ま
た、ベリファイ動作を書込み動作とは別に実施する必要
がないので、書込み時間を短縮することができる。さら
に、読み出し動作にもセンスアンプ兼用書込み回路9を
用いるため、別にセンスアンプ回路を必要とせず、小型
化を図ることができる。なお、別にセンスアンプ回路を
設け、センスアンプ兼用書込み回路9を書込み回路専用
として使用することもできる。
As described above, according to the second embodiment,
By configuring the sense amplifier / write circuit 9 as described above, the Vt after writing can be made uniform without variation irrespective of the writing characteristics of each memory cell. Further, since the verify operation does not need to be performed separately from the write operation, the write time can be reduced. Further, since the sense amplifier / write circuit 9 is used for the read operation, a separate sense amplifier circuit is not required, and the size can be reduced. Note that a separate sense amplifier circuit can be provided, and the sense amplifier / write circuit 9 can be used exclusively for the write circuit.

【0032】〔第3の実施の形態〕図8は本発明の第3
の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置の構成図であ
る。図8において、6′は書込み回路、12は書込み動
作切り換え回路、MPはPch(Pチャネル)トランジ
スタであり、その他、図1と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。また、図9は同実施の形態におけ
る書込み動作切り換え回路12の回路構成図である。
[Third Embodiment] FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
1 is a configuration diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment. 8, reference numeral 6 'denotes a write circuit, reference numeral 12 denotes a write operation switching circuit, reference numeral MP denotes a Pch (P-channel) transistor, and other parts that are the same as those in FIG. FIG. 9 is a circuit diagram of a write operation switching circuit 12 according to the same embodiment.

【0033】本実施の形態では、各Yゲート(列選択ト
ランジスタ)MYj(j=1〜3)のドレインにセンス
アンプ回路4とともに接続された書込み回路6′が、図
1の書込み回路6と異なり、他の構成は図1と同様であ
る。すなわち、本実施の形態では、図1のNchトラン
ジスタMNに代えて、PchトランジスタMPを用いる
とともに、図1の書込み動作切り換え回路8(図3参
照)に代えて、図9に示される書込み動作切り換え回路
12を用いている。各YゲートMYjのドレインは、共
通に接続されてPchトランジスタMPのドレインに接
続されている。PchトランジスタMPのソースは、抵
抗RLを介して電源11に接続されている。
In this embodiment, a write circuit 6 'connected to the drain of each Y gate (column select transistor) MYj (j = 1 to 3) together with the sense amplifier circuit 4 is different from the write circuit 6 in FIG. The other configuration is the same as that of FIG. That is, in the present embodiment, the Pch transistor MP is used instead of the Nch transistor MN of FIG. 1, and the write operation switching circuit 8 (see FIG. 3) of FIG. Circuit 12 is used. The drains of the Y gates MYj are connected in common and connected to the drain of the Pch transistor MP. The source of the Pch transistor MP is connected to the power supply 11 via the resistor RL.

【0034】レベルシフタ回路7は、抵抗RLとPch
トランジスタMPとの接続点の電圧、言い換えればPc
hトランジスタMPのソースの電圧VL(以下「書込み
検出レベルVL」という)を入力としている。このレベ
ルシフタ回路7は、例えば図2に示されている。書込み
動作切り換え回路12は、レベルシフタ回路7の出力信
号LOと書込み制御信号とを入力し、その出力信号CO
は、PchトランジスタMPのゲートに入力される。こ
の書込み動作切り換え回路12は、例えば図9に示すよ
うな回路で実現され、書込み制御信号が“H”レベルの
ときには出力信号COを“H”レベルにし、書込み制御
信号が“L”レベルのときには出力信号COとして入力
のレベルシフタ回路7の出力信号LOの反転信号を出力
する回路である。なお、図9において、38はインバー
タ回路であり、その他の図3と対応する部分には同一符
号を付し、説明を省略する。
The level shifter circuit 7 includes a resistor RL and a Pch
The voltage at the connection point with the transistor MP, in other words, Pc
The source voltage VL of the h transistor MP (hereinafter referred to as “write detection level VL”) is input. This level shifter circuit 7 is shown, for example, in FIG. The write operation switching circuit 12 receives the output signal LO of the level shifter circuit 7 and the write control signal, and outputs the output signal CO
Is input to the gate of the Pch transistor MP. The write operation switching circuit 12 is realized, for example, by a circuit as shown in FIG. 9. When the write control signal is at "H" level, the output signal CO is set to "H" level, and when the write control signal is at "L" level, This circuit outputs an inverted signal of the output signal LO of the input level shifter circuit 7 as the output signal CO. In FIG. 9, reference numeral 38 denotes an inverter circuit, and other portions corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0035】以上のように構成される本実施の形態の不
揮発性半導体記憶装置の書込み時の動作について説明す
る。書込みを実施するセルを例えばメモリセルM(2,
2)とする。まず、ソース制御回路3により、メモリセ
ルのソースをグランドレベルにしておき、Xデコーダ1
によって、メモリセルM(2,2)のゲートにつながる
ワード線WL2を“H”にし、その他のワード線WL
1,WL3を“L”にする。さらに、メモリセルM
(2,2)のドレインにつながるビット線BL2のみが
センスアンプ回路4および書込み回路6′に接続される
ように、Yデコーダ2によって、ビット線BL2につな
がるYゲートMY2のゲートに接続されたデコード信号
線YG2のみを“H”にし、その他のデコード信号線Y
G1,YG3を“L”にする。これらの設定により、メ
モリセルM(2,2)のみがセンスアンプ回路4および
書込み回路6′の制御により、書込みおよびベリファイ
動作ができる。
The write operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment configured as described above will be described. For example, a memory cell M (2,
2). First, the source of the memory cell is set to the ground level by the source control circuit 3, and the X decoder 1
Thereby, the word line WL2 connected to the gate of the memory cell M (2, 2) is set to “H” and the other word lines WL
1, WL3 is set to "L". Further, the memory cell M
The decoder connected to the gate of the Y gate MY2 connected to the bit line BL2 by the Y decoder 2 so that only the bit line BL2 connected to the drain of (2, 2) is connected to the sense amplifier circuit 4 and the write circuit 6 '. Only the signal line YG2 is set to “H”, and the other decode signal lines Y
G1 and YG3 are set to “L”. With these settings, only the memory cell M (2, 2) can perform the write and verify operations under the control of the sense amplifier circuit 4 and the write circuit 6 '.

【0036】次に、書込み回路6′により、書込みを実
施する。このときのタイミングチャートを図10に示
す。書込みを実施するときは、書込み回路6′に入力さ
れる書込み制御信号を“L”にする。これにより、書込
み動作切り換え回路12の出力信号COが“L”にな
り、PchトランジスタMPをONさせる。このとき
に、メモリセルM(2,2)のドレインに書込みに必要
なレベルの電圧が印加されるように、電源11のレベル
および抵抗RLの値を調節しておく。以上の設定によ
り、メモリセルM(2,2)に書込みが行われる。そし
て、PchトランジスタMPがONすることにより、書
込み当初の書込み検出レベルVLはレベルシフタ回路7
の書込み終了判定レベルVLsよりも低下し、レベルシ
フタ回路7の出力信号LOは“H”になる。
Next, writing is performed by the writing circuit 6 '. FIG. 10 shows a timing chart at this time. When writing is performed, the write control signal input to the write circuit 6 'is set to "L". As a result, the output signal CO of the write operation switching circuit 12 becomes "L", and the Pch transistor MP is turned on. At this time, the level of the power supply 11 and the value of the resistor RL are adjusted so that a voltage of a level necessary for writing is applied to the drain of the memory cell M (2, 2). With the above settings, writing is performed on the memory cell M (2, 2). Then, when the Pch transistor MP is turned on, the write detection level VL at the beginning of writing is changed to the level shifter circuit 7.
, The output signal LO of the level shifter circuit 7 becomes “H”.

【0037】そして、書込みが進むにつれ、メモリセル
M(2,2)のVtが高くなり、抵抗成分が大きくな
る。したがって、書込み検出レベルVLは、書込み当初
よりも高くなる。書込みが進んで、書込み検出レベルV
Lがレベルシフタ回路7の書込み終了判定レベルVLs
に達すると、レベルシフタ回路7の出力信号LOが
“H”から“L”になる。このときの“L”の出力信号
LOが書込み終了信号であり、書込み動作切り換え回路
12は、書込み終了信号を受けて、すなわちレベルシフ
タ回路7からの入力信号LOが“L”になると、出力信
号COが“H”レベルになる。すなわち、メモリセルM
(2,2)への書込みが進むと書込み検出レベルVLが
高くなる。予定のVtまで書き込まれると、レベルシフ
タ回路7の出力信号LOが反転し、書込み動作切り換え
回路12の出力信号COが“H”レベルになる。この出
力信号COが“H”レベルになると、Pchトランジス
タMPがOFFし、書込みが行われなくなり、書込み動
作が完了する。
Then, as writing proceeds, Vt of the memory cell M (2, 2) increases, and the resistance component increases. Therefore, the write detection level VL is higher than at the beginning of the write. As the writing proceeds, the write detection level V
L is the write end determination level VLs of the level shifter circuit 7
, The output signal LO of the level shifter circuit 7 changes from “H” to “L”. At this time, the output signal LO of “L” is a write end signal, and the write operation switching circuit 12 receives the write end signal, that is, when the input signal LO from the level shifter circuit 7 becomes “L”, the output signal CO Becomes "H" level. That is, the memory cell M
As writing to (2, 2) proceeds, the write detection level VL increases. When the data is written to the predetermined Vt, the output signal LO of the level shifter circuit 7 is inverted, and the output signal CO of the write operation switching circuit 12 becomes “H” level. When the output signal CO goes to "H" level, the Pch transistor MP is turned off, writing is not performed, and the writing operation is completed.

【0038】以上のように第3の実施の形態によれば、
書込み回路6′を前述のように構成することにより、メ
モリセル毎の書込み特性に関係なく、書込み後のVtを
ばらつきなく揃えることができる。また、ベリファイ動
作を書込み動作とは別に実施する必要がないので、書込
み時間を短縮することができる。なお、上記第1,第2
および第3の実施の形態では、メモリセルアレーを、3
行3列としたが、これに限られるものでないことは言う
までもない。
As described above, according to the third embodiment,
By configuring the writing circuit 6 'as described above, the Vt after writing can be made uniform without variation irrespective of the writing characteristics of each memory cell. Further, since the verify operation does not need to be performed separately from the write operation, the write time can be reduced. Note that the first and second
In the third and third embodiments, the memory cell array is 3
The row and the column are described as three, but it is needless to say that the present invention is not limited to this.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように本発明は、書込み回路を、
列選択トランジスタのドレインと電源との間に電源側に
抵抗を介して接続したNチャネル(またはPチャネル)
トランジスタと、Nチャネルトランジスタのドレイン電
圧(またはPチャネルトランジスタのソース電圧)が予
め設定した書込み終了判定レベルに達したときに書込み
終了信号を出力するレベルシフタ回路と、書込み制御信
号に応答してNチャネル(またはPチャネル)トランジ
スタをオンして書込み動作を開始させ、レベルシフタ回
路の書込み終了信号に応答してNチャネル(またはPチ
ャネル)トランジスタを制御して書込み動作を終了させ
る書込み動作切り換え回路とで構成したことにより、メ
モリセル毎の書込み特性に関係なく、書込み後の各メモ
リセルのVtをばらつきなく揃えることができる。ま
た、ベリファイ動作を書込み動作とは別に実施する必要
がないので、書込み時間を短縮することができる。
As described above, according to the present invention, the write circuit
N-channel (or P-channel) connected between the drain of the column selection transistor and the power supply via a resistor on the power supply side
A transistor; a level shifter circuit for outputting a write end signal when a drain voltage of the N-channel transistor (or a source voltage of the P-channel transistor) reaches a preset write end determination level; A write operation switching circuit for turning on the (or P-channel) transistor to start the write operation and controlling the N-channel (or P-channel) transistor to end the write operation in response to a write end signal of the level shifter circuit. By doing so, the Vt of each memory cell after writing can be made uniform without variation, regardless of the writing characteristics of each memory cell. Further, since the verify operation does not need to be performed separately from the write operation, the write time can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の不揮発性半導体記
憶装置の構成を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態におけるレベルシフ
タ回路の構成を示す回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a level shifter circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態における書込み動作
切り換え回路の構成を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a write operation switching circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態におけるタイミング
チャート。
FIG. 4 is a timing chart according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態の不揮発性半導体記
憶装置の構成を示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態における書込み動作
切り換え回路の構成を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a write operation switching circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態におけるタイミング
チャート。
FIG. 7 is a timing chart according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態の不揮発性半導体記
憶装置の構成を示す回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施の形態における書込み動作
切り換え回路の構成を示す回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a write operation switching circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施の形態におけるタイミン
グチャート。
FIG. 10 is a timing chart according to the third embodiment of the present invention.

【図11】従来の不揮発性半導体記憶装置の構成を示す
回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図12】従来の不揮発性半導体記憶装置であるフラッ
シュEEPROMの書込みおよび消去状態におけるメモ
リセルの状態を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a state of a memory cell in a writing and erasing state of a flash EEPROM which is a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Xデコーダ 2 Yデコーダ 3 ソース制御回路 4 センスアンプ回路 5 書込み回路 6 書込み回路 6′ 書込み回路 7 レベルシフタ回路 8 書込み動作切り換え回路 9 センスアンプ兼用書込み回路 10 書込み動作切り換え回路 11 電源 12 書込み動作切り換え回路 RL 抵抗 MN Nチャネルトランジスタ MY1〜MY3 Yゲート(列選択トランジスタ) BL1〜BL3 ビット線 MP Pチャネルトランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X decoder 2 Y decoder 3 Source control circuit 4 Sense amplifier circuit 5 Write circuit 6 Write circuit 6 'Write circuit 7 Level shifter circuit 8 Write operation switching circuit 9 Sense amplifier combined write circuit 10 Write operation switch circuit 11 Power supply 12 Write operation switch circuit RL resistance MN N-channel transistor MY1-MY3 Y gate (column selection transistor) BL1-BL3 Bit line MP P-channel transistor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ドレインがビット線に接続されたトラン
ジスタからなる電気的にデータの書込みが可能な不揮発
性メモリセルが行および列方向に所望の容量分配置され
たメモリセルアレーと、前記メモリセルアレーの行を選
択するXデコーダと、前記メモリセルアレーの列を選択
するYデコーダと、前記ビット線にソースが接続され前
記Yデコーダの出力信号でオンオフ制御される列選択ト
ランジスタと、前記不揮発性メモリセルにデータの書込
みを行う書込み回路とを備えた不揮発性半導体記憶装置
であって、 前記書込み回路は、 ソースが前記列選択トランジスタのドレインに接続さ
れ、ドレインが抵抗を介して電源に接続されたNチャネ
ルトランジスタと、 前記Nチャネルトランジスタのドレイン電圧を入力し、
このドレイン電圧が予め設定した書込み終了判定レベル
に達したときに書込み終了信号を出力するレベルシフタ
回路と、 書込み制御信号と前記レベルシフタ回路の書込み終了信
号とを入力し、前記書込み制御信号に応答して前記Nチ
ャネルトランジスタをオンして書込み動作を開始させ、
前記レベルシフタ回路の書込み終了信号に応答して前記
Nチャネルトランジスタをオフし書込み動作を終了させ
る書込み動作切り換え回路とからなることを特徴とする
不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory cell array in which electrically-writable nonvolatile memory cells each including a transistor having a drain connected to a bit line and having a desired capacity arranged in a row and column direction, and the memory cell An X decoder for selecting a row of the array, a Y decoder for selecting a column of the memory cell array, a column selection transistor having a source connected to the bit line and being on / off controlled by an output signal of the Y decoder; A write circuit for writing data to a memory cell, wherein the write circuit has a source connected to a drain of the column selection transistor, and a drain connected to a power supply via a resistor. An N-channel transistor, and a drain voltage of the N-channel transistor,
A level shifter circuit that outputs a write end signal when the drain voltage reaches a preset write end determination level; a write control signal and a write end signal of the level shifter circuit; and a response to the write control signal Turning on the N-channel transistor to start a write operation;
A non-volatile semiconductor memory device comprising: a write operation switching circuit for turning off the N-channel transistor in response to a write end signal of the level shifter circuit to end the write operation.
【請求項2】 ドレインがビット線に接続されたトラン
ジスタからなる電気的にデータの書込みが可能な不揮発
性メモリセルが行および列方向に所望の容量分配置され
たメモリセルアレーと、前記メモリセルアレーの行を選
択するXデコーダと、前記メモリセルアレーの列を選択
するYデコーダと、前記ビット線にソースが接続され前
記Yデコーダの出力信号でオンオフ制御される列選択ト
ランジスタと、前記不揮発性メモリセルにデータの書込
みを行う書込み回路とを備えた不揮発性半導体記憶装置
であって、 前記書込み回路は、 ソースが前記列選択トランジスタのドレインに接続さ
れ、ドレインが抵抗を介して電源に接続されたNチャネ
ルトランジスタと、 前記Nチャネルトランジスタのドレイン電圧を入力し、
このドレイン電圧が予め設定した書込み終了判定レベル
に達したときに書込み終了信号を出力するレベルシフタ
回路と、 書込み制御信号と前記レベルシフタ回路の書込み終了信
号と前記列選択トランジスタのドレイン信号とを入力
し、前記書込み制御信号に応答して前記Nチャネルトラ
ンジスタをオンして書込み動作を開始させ、前記レベル
シフタ回路の書込み終了信号に応答して前記Nチャネル
トランジスタのゲートに前記列選択トランジスタのドレ
イン信号の反転信号を供給することにより前記Nチャネ
ルトランジスタの電流を減少させて書込み動作を終了さ
せる書込み動作切り換え回路とからなることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置。
2. A memory cell array in which electrically-writable nonvolatile memory cells each including a transistor having a drain connected to a bit line and having a desired capacity arranged in a row and column direction, and the memory cell An X decoder for selecting a row of the array, a Y decoder for selecting a column of the memory cell array, a column selection transistor having a source connected to the bit line and being on / off controlled by an output signal of the Y decoder; A write circuit for writing data to a memory cell, wherein the write circuit has a source connected to a drain of the column selection transistor, and a drain connected to a power supply via a resistor. An N-channel transistor, and a drain voltage of the N-channel transistor,
A level shifter circuit that outputs a write end signal when the drain voltage reaches a preset write end determination level; a write control signal, a write end signal of the level shifter circuit, and a drain signal of the column selection transistor; In response to the write control signal, the N-channel transistor is turned on to start a write operation, and in response to a write end signal of the level shifter circuit, an inverted signal of a drain signal of the column selection transistor is applied to the gate of the N-channel transistor. And a write operation switching circuit for terminating the write operation by reducing the current of the N-channel transistor by supplying the current.
【請求項3】 読み出し動作時に、書込み動作切り換え
回路はNチャネルトランジスタのゲートに列選択トラン
ジスタのドレイン信号の反転信号を供給し、レベルシフ
タ回路の出力信号を読み出しデータとして出力すること
により、書込み回路をセンスアンプ回路として用いるよ
うにした請求項2記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. A write operation switching circuit supplies an inverted signal of a drain signal of a column selection transistor to a gate of an N-channel transistor during a read operation, and outputs an output signal of a level shifter circuit as read data, thereby enabling a write circuit to operate. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein said nonvolatile semiconductor memory device is used as a sense amplifier circuit.
【請求項4】 ドレインがビット線に接続されたトラン
ジスタからなる電気的にデータの書込みが可能な不揮発
性メモリセルが行および列方向に所望の容量分配置され
たメモリセルアレーと、前記メモリセルアレーの行を選
択するXデコーダと、前記メモリセルアレーの列を選択
するYデコーダと、前記ビット線にソースが接続され前
記Yデコーダの出力信号でオンオフ制御される列選択ト
ランジスタと、前記不揮発性メモリセルにデータの書込
みを行う書込み回路とを備えた不揮発性半導体記憶装置
であって、 前記書込み回路は、 ドレインが前記列選択トランジスタのドレインに接続さ
れ、ソースが抵抗を介して電源に接続されたPチャネル
トランジスタと、 前記Pチャネルトランジスタのソース電圧を入力し、こ
のソース電圧が予め設定した書込み終了判定レベルに達
したときに書込み終了信号を出力するレベルシフタ回路
と、 書込み制御信号と前記レベルシフタ回路の書込み終了信
号とを入力し、前記書込み制御信号に応答して前記Pチ
ャネルトランジスタをオンして書込み動作を開始させ、
前記レベルシフタ回路の書込み終了信号に応答して前記
Pチャネルトランジスタをオフし書込み動作を終了させ
る書込み動作切り換え回路とからなることを特徴とする
不揮発性半導体記憶装置。
4. A memory cell array in which electrically-writable non-volatile memory cells each including a transistor having a drain connected to a bit line and having a desired capacity arranged in a row and column direction, and the memory cell An X decoder for selecting a row of the array, a Y decoder for selecting a column of the memory cell array, a column selection transistor having a source connected to the bit line and being on / off controlled by an output signal of the Y decoder; A write circuit for writing data to a memory cell, wherein the write circuit has a drain connected to a drain of the column select transistor, and a source connected to a power supply via a resistor. And a source voltage of the P-channel transistor, and the source voltage is set in advance. A level shifter circuit that outputs a write end signal when the write end determination level is reached, a write control signal and a write end signal of the level shifter circuit, and turns on the P-channel transistor in response to the write control signal. To start the write operation,
And a write operation switching circuit for turning off the P-channel transistor in response to a write end signal of the level shifter circuit to end the write operation.
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