JPH11297077A - Method of judging over-erase of memory - Google Patents

Method of judging over-erase of memory

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JPH11297077A
JPH11297077A JP9343598A JP9343598A JPH11297077A JP H11297077 A JPH11297077 A JP H11297077A JP 9343598 A JP9343598 A JP 9343598A JP 9343598 A JP9343598 A JP 9343598A JP H11297077 A JPH11297077 A JP H11297077A
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JP
Japan
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flash memory
control gate
erasure
over
memory
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JP9343598A
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Japanese (ja)
Inventor
Norimasa Arakawa
則正 荒川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To judge the over-erase of a flash memory at a high reliability so enough that the judge result of the over-erase judgment of the memory at room temp. holds when using at high temp. SOLUTION: The judging method sets the control gate voltage of each word line 300 to 0.5 V slightly higher than 0 V at non-select time on the occasion of the over-erase judgement of flash memory cells 1, 2, 3,... at room temp. whereby the leak current flowing on a drain line 100 slightly increases and a margin of the leak quantity can be taken for the temp. esp. high temp. If, in this condition, the leak current flowing on the drain line 100 exceeds a reference, it judges that an over-erased cell exists and this judgement holds when used at a high temp. and such wrong judgement can be eliminated that it would judges that an over-erased cell does not exist at room temp. but appears when used at a high temp.

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、一括あるいはブロ
ック消去を行うフラッシュ(Flash)メモリを搭載
するメモリ単体,若しくはマイクロコンピュータやAS
IC(Application Specific IC)等のフラッシュメモリ
混載ロジック回路などで使用されるフラッシュメモリの
過剰消去判定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single memory having a flash memory for performing batch or block erasing, or a microcomputer or AS.
The present invention relates to a method for judging excessive erasure of a flash memory used in a flash memory mixed logic circuit such as an IC (Application Specific IC).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、フラッシュメモリ、特にセル
構造がNOR型のフラッシュメモリでは、過剰消去とい
う特性が存在する。フラッシュメモリはEEPROMの
ように電気的に消去(一般にトンネル現象を使用する)
が可能なメモリである。即ち、フラッシュメモリセルに
書き込まれたデータを消去するには、ソースに消去用高
電圧を印加すると共に、コントロールゲート(以降ワー
ドラインに同じ)を接地レベル又はそれ以下の電位に設
定する。これにより、フラッシュメモリのソースとゲー
ト間に大きな電位差が加わり、フローティングゲート内
の電子が絶縁膜を介してトンネル現象により電流となっ
てソース側に引き抜かれ、これによって記憶データの消
去が行われる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a flash memory, particularly a flash memory having a NOR cell structure, has an overerasing characteristic. Flash memory is electrically erased like EEPROM (generally using the tunnel phenomenon)
Is a possible memory. That is, to erase the data written in the flash memory cell, a high voltage for erasing is applied to the source, and the control gate (hereinafter the same as the word line) is set to the ground level or a potential lower than that. As a result, a large potential difference is applied between the source and the gate of the flash memory, and electrons in the floating gate become currents due to a tunnel phenomenon via the insulating film and are drawn toward the source, thereby erasing stored data.

【0003】しかし、この電気消去を過度に行うと、フ
ローティングゲートから電子が過剰に引き抜かれ、メモ
リの閾値電圧は下がり続け、遂にはフローティングゲー
トが正に蓄電してディプリートセルとなる。
[0003] However, when this electric erasure is performed excessively, electrons are excessively extracted from the floating gate, the threshold voltage of the memory keeps decreasing, and finally the floating gate is positively charged and becomes a depleted cell.

【0004】即ち、フラッシュメモリのコントロールゲ
ートの電位が非選択、つまりコントロールゲート電圧=
0(V)の状態になっても、メモリがオフリークを流し
続ける状態になってしまう。
That is, the potential of the control gate of the flash memory is not selected, that is, the control gate voltage =
Even when the state becomes 0 (V), the memory is in a state where the off-leak continues to flow.

【0005】図2はこの状態を示しており、一番上のフ
ラッシュメモリセル(単にメモリセルと称することもあ
る)11が過剰消去によってディプリートセルとなって
いる。その結果、データが書き込まれているメモリセル
12(即ちオフセル)のように、ワードライン300、
即ちコントロールゲートの電圧をVDDにして、このメ
モリセル12から前記データを読み出す場合に、一番上
のメモリセル11のワードライン300、即ち、コント
ロールゲートが非選択電圧の0Vになっていても、この
メモリセル11のドレイン、ソース間に生じるリーク電
流(以降単にリークと称することもある)がドレインラ
イン(以降ビットラインに同じ)100に載ってしまう
ため、本来の読み出しメモリセル12から正常なデータ
の読み出しが行なえなくなる。
FIG. 2 shows this state, and the uppermost flash memory cell (sometimes simply referred to as a memory cell) 11 has become a depleted cell due to excessive erasure. As a result, like the memory cell 12 to which data is written (ie, off-cell), the word lines 300,
That is, when the voltage of the control gate is set to VDD and the data is read from the memory cell 12, even if the word line 300 of the top memory cell 11, that is, the control gate is at the non-selection voltage of 0V, Since a leak current (hereinafter, sometimes simply referred to as a leak) generated between the drain and the source of the memory cell 11 is loaded on a drain line (hereinafter, the same as a bit line) 100, normal data is read from the original read memory cell 12. Cannot be read.

【0006】上記のような現象の程度が激しい場合は、
ドレインライン100に高電圧をかけて、例えば他のメ
モリセル13へのデータの書き込みを行う時にも、この
過剰消去メモリセル11の前記リークが原因となって、
ドレイン電圧が書き込みレベルまで持ち上がらず、メモ
リセル13への書き込みも不可能になる事態に至る。
[0006] When the above phenomenon is severe,
When a high voltage is applied to the drain line 100, for example, when data is written to another memory cell 13, the leakage of the over-erased memory cell 11 causes
The drain voltage does not rise to the write level, and writing to the memory cell 13 becomes impossible.

【0007】従って、上記のようなフラッシュメモリ
(含むロジック混載)の場合、従来はメモリのデータを
一度に消去せず、インテリジェント消去として弱く消去
→全メモリセル読み出し→Blank(データなし)の
判定サイクルを繰り返して、適正な所で消去が止まるよ
うに消去のアルゴリズムが構成されている。
Therefore, in the case of the above-mentioned flash memory (including logic embedded), conventionally, the data in the memory is not erased at once, but is weakly erased as intelligent erasing → all memory cell reading → blank (no data) judgment cycle. Is repeated so that the erasure is stopped at an appropriate place.

【0008】但し、上記のアルゴリズムを用いても製品
のフラッシュメモリセルの特性バラツキにより、一番消
え難いメモリセルが消去判定レベルをパスして消去完了
するまでに、一番消去され易いメモリセルは過剰消去に
なる場合が多々存在する。
However, even if the above algorithm is used, the memory cells which are most likely to be erased by the time the erased memory cells pass the erase determination level and are completely erased due to variations in the characteristics of the flash memory cells of the product. There are many cases where excessive erasure occurs.

【0009】このため、出荷テストの時点で、過剰消去
が発生する状況かどうかの判定が必要となってくる。ま
た、製品によっては、出荷後の書き込み/消去サイクル
により過剰消去の特性に変化の生じるものもあり、メモ
リ容量の大きい製品では「自己収束モード」を持つ製品
がほとんどである。
For this reason, at the time of a shipping test, it is necessary to determine whether or not excessive erasure occurs. In addition, depending on the product, the characteristics of excessive erasure may change due to the write / erase cycle after shipment, and most products having a large memory capacity have a “self-converging mode”.

【0010】ここで、前記自己収束とは、通常の消去ル
ーチンの後に、過剰消去が発生したかどうかの判定を自
動的に行い、過剰消去が発生していれば、閾値電圧の低
くなったメモリセルに弱いゲートストレスをかけて、前
記閾値電圧を持ち上げることで、過剰消去を押さえる救
済アルゴリズム(内蔵回路)のことである。
Here, the self-convergence means that after the normal erase routine, it is automatically determined whether or not excessive erasure has occurred. If excessive erasure has occurred, the memory whose threshold voltage has become low is determined. This is a relief algorithm (built-in circuit) that suppresses excessive erasure by applying a weak gate stress to the cell and raising the threshold voltage.

【0011】出荷時点、あるいは自己収束の機能を持つ
場合も、ともに過剰消去検出機能を持っているのが通常
で、この従来機能では、図3に示すようにメモリセル1
1、12、13、…のワードライン300、即ちコント
ロールゲートの電圧を非選択の0Vにして、メモリセル
11、12、13、…にドレイン、ソース間のリークが
生じていないかどうかのチェックが行われる。つまり、
いずれのメモリセルも過剰に消去されていなければ、コ
ントロールゲートの電圧が非選択の0Vであるから、ド
レインライン(ビットライン)100はオフ状態として
判定されるが、過剰に消去したフラッシュメモリセルが
1個でも存在すれば、そのメモリセルが存在するビット
ラインにはリークが発生することになり、正常にオフ状
態として判定されないことになって、過剰消去検出がな
される。
At the time of shipment or when the device has a function of self-convergence, both devices usually have an over-erasure detection function. In this conventional function, as shown in FIG.
By setting the voltage of the word line 300 of 1, 12, 13,..., That is, the voltage of the control gate to 0 V, which is not selected, it is checked whether or not the memory cells 11, 12, 13,. Done. That is,
If none of the memory cells is excessively erased, the drain line (bit line) 100 is determined to be in an off state because the voltage of the control gate is unselected 0V. If there is even one, a leak occurs in the bit line where the memory cell is present, and the bit line is not normally determined to be in the off state, and excessive erasure is detected.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のフ
ラッシュメモリでは過剰消去の現象が起きるため、この
対策として、上記のような過剰消去判定方法の技術があ
る。しかし、この従来の過剰消去判定方法には、温度差
による過剰消去判定レベルの考慮がなされておらず、以
下に述べるような不都合が生じる。
As described above, since the phenomenon of excessive erasure occurs in the conventional flash memory, as a countermeasure, there is the technique of the above-described excessive erasure determination method. However, this conventional over-erasure determination method does not consider the over-erasure determination level based on the temperature difference, and causes the following disadvantages.

【0013】即ち、従来の過剰消去判定方法では、メモ
リセル11、12、13、…の各ワードライン300、
即ちコントロールゲートの電圧が0Vの状態での各メモ
リセルのドレイン、ソース間のリークの有無を判定して
いる。このコントロールゲート電圧が0Vとは、通常の
読み出し時、或いは書き込み時の非選択セルのワードラ
イン300の電圧が0Vであるというのと同じであり、
従って、ワードライン300が非選択の状態でも、正常
に読み出しの行えるリーク量かどうかの判断がなされる
ことになる。
That is, in the conventional over-erase determination method, each word line 300 of the memory cells 11, 12, 13,.
That is, it is determined whether or not there is a leak between the drain and the source of each memory cell when the voltage of the control gate is 0V. The control gate voltage of 0 V is the same as the voltage of the word line 300 of the unselected cell at the time of normal reading or writing is 0 V,
Therefore, even if the word line 300 is in a non-selected state, it is determined whether or not the leak amount allows normal reading.

【0014】しかし、例えば常温でのメモリセルの消去
後に、上記の判断を行って過剰消去が発生していないと
判断できても、高温の読み出し時にも同じく非選択メモ
リセルのワードライン300は0V(コントロールゲー
ト電圧0V)であり、しかも、常温と高温での各メモリ
セル11、12、13、…のリーク量は異なり、高温で
のリーク量が大きくなる傾向にある。このため、上記の
ような過剰消去判定で常温時にリーク電流が基準値より
も少なく過剰消去無しと判断されても、高温時に前記リ
ーク電流が増加し、前記基準値を超えて、過剰消去有り
と判断される場合がある。
However, even if the above determination is made after the erasure of the memory cell at normal temperature and it can be determined that excessive erasure has not occurred, the word line 300 of the non-selected memory cell is also kept at 0 V even at the time of high-temperature reading. (Control gate voltage is 0 V), and the amount of leakage of each of the memory cells 11, 12, 13,... At room temperature and at high temperature is different, and the amount of leakage at high temperature tends to increase. For this reason, even if the leakage current is determined to be less than the reference value at normal temperature in the excessive erasure determination as described above, and the excess erasure is not performed, the leakage current increases at a high temperature, exceeds the reference value, and indicates that there is excessive erasure. May be determined.

【0015】即ち、メモリセル11、12、13、…の
コントロールゲート電圧を0Vとした時の判定だけであ
ると、温度が違った時(特に高温)のリーク量の差が考
慮されていないため、誤判定が生じる恐れがある。最悪
の場合、常温で消去完了且つ過剰消去無しと判定された
メモリセルであっても、高温の状態で使用されると読み
出し不可能となり、過剰消去であったということがあり
うるという問題があった。
That is, if the determination is only made when the control gate voltage of the memory cells 11, 12, 13,... Is set to 0 V, the difference in the amount of leakage when the temperature is different (particularly at a high temperature) is not taken into account. Erroneous determination may occur. In the worst case, there is a problem that even if a memory cell is determined to be erased at room temperature and not to be over-erased, it cannot be read when used at a high temperature, and may be over-erased. Was.

【0016】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、常温でフラッシ
ュメモリの過剰消去判定を行なった際の判定結果が高温
の使用時にも通用する信頼性の高いメモリの過剰消去判
定方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to determine whether an excessive erasure of a flash memory is performed at a normal temperature and the result of the determination is valid even when the flash memory is used at a high temperature. An object of the present invention is to provide a method for judging excessive erasure of a memory with high reliability.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明の特徴は、フローティングゲート、コン
トロールゲート、ソース及びドレインを有し、前記フロ
ーティングゲートに対する電子の注入あるいは放出動作
によりデータの記憶を行なうフラッシュメモリにあっ
て、前記電子の放出が大き過ぎることにより生じるメモ
リの過剰消去を判定する際、前記コントロールゲート電
圧として、非選択のコントロールゲート電圧よりも高い
電圧を掛け、前記ドレイン、ソース間のリーク電流の大
きさによりメモリの過剰消去を判定することにある。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention has a feature that a floating gate, a control gate, a source, and a drain are provided. In the flash memory that stores the data, when determining the excessive erasure of the memory caused by the emission of electrons being too large, a voltage higher than a non-selected control gate voltage is applied as the control gate voltage, and The purpose of the present invention is to determine the excessive erasure of the memory based on the magnitude of the leak current between the sources.

【0018】この第1の発明によれば、前記過剰消去の
判定時、前記コントロールゲート電圧として、前記ゼロ
ボルトよりも若干高い電圧を掛けると、ゼロボルトの時
よりもフラッシュメモリのドレイン、ソース間のリーク
電流は増加する。一方、前記コントロールゲート電圧を
ゼロボルトにして、周囲温度を高くすると、前記リーク
電流は増加する。従って、常温で、前記過剰消去の判定
を行なう際に、前記コントロールゲート電圧として、前
記ゼロボルトよりも若干高い、例えば0.5ボルトを掛
けると、前記コントロールゲート電圧をゼロボルトとし
て、高温で過剰消去判定を行なったことと同等の効果に
なり、この場合に過剰消去有りと判定されたフラッシュ
メモリは高温時にも同様の判定となる。従って、常温の
過剰消去の判定で過剰消去無しと判定されたフラッシュ
メモリが高温で使用された際に、過剰消去フラッシュメ
モリになって、支障を来すということがなくなる。
According to the first aspect of the invention, when a voltage slightly higher than the zero volt is applied as the control gate voltage at the time of the determination of the excessive erasure, the leakage between the drain and the source of the flash memory becomes higher than at the time of the zero volt. The current increases. On the other hand, when the control gate voltage is set to zero volt and the ambient temperature is increased, the leak current increases. Therefore, when the over-erasing is determined at room temperature, if the control gate voltage is slightly higher than the zero volt, for example, 0.5 volts, the control gate voltage is set to zero volt and the over-erasing is determined at a high temperature. Is performed, the same effect is obtained. In this case, the flash memory determined to have excessive erasure has the same determination even at a high temperature. Therefore, when the flash memory determined to have no excessive erasure in the determination of excessive erasure at room temperature is used at a high temperature, it does not become an over-erased flash memory and does not cause any trouble.

【0019】第2の発明の特徴は、前記過剰消去の判定
時の周囲温度により、前記コントロールゲートに掛ける
電圧を変化させることにある。
A feature of the second invention resides in that a voltage applied to the control gate is changed according to an ambient temperature at the time of determining the over-erasing.

【0020】この第2の発明によれば、前記過剰消去の
判定時の周囲温度によって前記コントロールゲートに掛
ける電圧を変化させることにより、例えば、常温の判定
時はコントロールゲート電圧を0.5ボルトとし、高温
の判定時にはコントロールゲート電圧を0ボルトとし
て、周囲温度に対する適切なマージンを取ることによ
り、最も信頼性の高い判定結果が得られる。例えば、高
温の判定時にコントロールゲート電圧を0.5ボルトと
した場合、高温でも常温でも過剰消去でないフラッシュ
メモリが過剰消去であると、判定されることがあり、誤
判定が生じる。
According to the second aspect of the invention, the voltage applied to the control gate is changed according to the ambient temperature at the time of determining the excessive erasure. At the time of high temperature determination, the control gate voltage is set to 0 volt and an appropriate margin is set for the ambient temperature, so that the most reliable determination result can be obtained. For example, when the control gate voltage is set to 0.5 volt at the time of determining the high temperature, it may be determined that the flash memory that is not overerased even at high temperature or room temperature is overerased, and an erroneous determination occurs.

【0021】第3の発明の特徴は、フローティングゲー
ト、コントロールゲート、ソース及びドレインを有し、
前記フローティングゲートに対する電子の注入放出動作
によりデータの記憶を行なうフラッシュメモリにあっ
て、前記電子の放出が大き過ぎることにより生じるメモ
リの過剰消去を、前記ドレイン、ソース間のリーク電流
の大きさにより判定する際、前記過剰消去有りの検出感
度を高めたことにある。
A feature of the third invention is that it has a floating gate, a control gate, a source and a drain,
In a flash memory which stores data by injecting and emitting electrons into and from the floating gate, excessive erasure of the memory caused by excessive emission of electrons is determined by the magnitude of leakage current between the drain and source. In this case, the detection sensitivity for the presence of excessive erasure is improved.

【0022】この第3の発明によれば、前記過剰消去の
常温での判定時、前記過剰消去有りの検出感度を高める
と、通常よりも少ないフラッシュメモリのドレイン、ソ
ース間のリーク電流で過剰消去有りと判定されることに
なる。これは、フラッシュメモリが高温で使用された時
のドレイン、ソース間のリーク電流の増加を考慮したも
ので、このリーク電流の増加により常温で過剰消去無し
と判定されたものが、過剰消去有りと判定されないよう
にすることができる。従って、常温の過剰消去の判定で
過剰消去無しと判定されたフラッシュメモリが高温で使
用された際に、過剰消去フラッシュメモリになって、支
障を来すということがなくなる。
According to the third aspect of the invention, when the detection sensitivity for the presence of the excessive erasure is increased at the time of the determination of the excessive erasure at normal temperature, the excess erasure can be performed with less leakage current between the drain and source of the flash memory than usual. It will be determined that there is. This takes into account the increase in leakage current between the drain and source when the flash memory is used at a high temperature.Thus, it is determined that there is no excessive erasure at room temperature due to the increase in the leakage current. It can be prevented from being determined. Therefore, when the flash memory determined to have no excessive erasure in the determination of excessive erasure at room temperature is used at a high temperature, it does not become an over-erased flash memory and does not cause any trouble.

【0023】第4の発明の特徴は、前記検出感度を高め
るにはリーク電流の大きさを判定する基準電流を通常の
読出し時よりも低くすることにある。
A feature of the fourth invention resides in that the reference current for judging the magnitude of the leak current is made lower than that at the time of normal reading in order to enhance the detection sensitivity.

【0024】第5の発明の特徴は、前記過剰消去の判定
時の周囲温度により、前記過剰消去有りの検出感度を変
化させることにある。
A fifth feature of the invention resides in that the detection sensitivity for the presence of excessive erasure is changed depending on the ambient temperature at the time of determining the excessive erasure.

【0025】この第5の発明によれば、前記過剰消去の
判定時の周囲温度によって前記検出感度を変化させるこ
とにより、例えば、常温の判定時は検出感度を高くし、
高温の判定時には前記検出感度を標準にとして、周囲温
度に対する適切なマージンを取ることにより、最も信頼
性の高い判定結果が得られる。例えば、高温の判定時に
も検出感度を高くした場合、高温でも常温でも過剰消去
でないフラッシュメモリが過剰消去であると、判定され
ることがあり、誤判定が生じる。
According to the fifth aspect, the detection sensitivity is changed according to the ambient temperature at the time of the determination of the excessive erasure, for example, the detection sensitivity is increased at the time of the determination of the normal temperature,
When determining a high temperature, the detection sensitivity is set as a standard, and an appropriate margin is set for the ambient temperature, so that the most reliable determination result can be obtained. For example, if the detection sensitivity is increased even when determining the high temperature, the flash memory that is not overerased even at high temperature or room temperature may be determined to be overerased, and an erroneous determination occurs.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明のメモリ過剰消去判
定方法を説明するためのフラッシュメモリ回路の第1の
実施の形態を示した回路図である。複数の電気的に書き
換え可能なフラッシュメモリセル(単にメモリセルと称
することもある)1、2、3、…がドレインライン(ビ
ットライン)100及びソースライン200に並列に接
続されている。ドレインライン100には、読み出し信
号を増幅し、書き込み値を判定するセンスアンプ4が接
続されている。また、各メモリセルのコントロールゲー
トはワードライン300に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a flash memory circuit for explaining a method for judging excessive memory erasure of the present invention. A plurality of electrically rewritable flash memory cells (sometimes simply referred to as memory cells) 1, 2, 3,... Are connected in parallel to a drain line (bit line) 100 and a source line 200. The sense amplifier 4 that amplifies a read signal and determines a write value is connected to the drain line 100. The control gate of each memory cell is connected to the word line 300.

【0027】次に本実施の形態の動作について説明す
る。例えば、メモリセル1のワードライン300、即ち
コントロールゲートにVDDを印加して、ドレインライ
ン100に高電圧をかけることにより、フラッシュメモ
リセル1にデータが書き込まれる。また、このフラッシ
ュメモリセル1のゲートにVDDを印加して、フラッシ
ュメモリセル1から前記データをドレインライン100
を通して読み出す。
Next, the operation of this embodiment will be described. For example, data is written into the flash memory cell 1 by applying VDD to the word line 300 of the memory cell 1, ie, the control gate, and applying a high voltage to the drain line 100. In addition, VDD is applied to the gate of the flash memory cell 1 to transfer the data from the flash memory cell 1 to the drain line 100.
Read through.

【0028】その後、フラッシュメモリセル1、2、
3、…の記憶データを一括して消去する場合、ソースラ
イン200に消去用高電圧を印加すると共に、これらフ
ラッシュメモリセル1、2、3、…のワードライン10
0、即ちコントロールゲートを接地レベル又はそれ以下
の電圧とすると、各メモリセルのソース、ゲート間に大
きな電位差が加わり、各メモリセルのフローティングゲ
ート内の電子が絶縁膜を介してトンネル現象により電流
となってソース側に引き抜かれ、これによってメモリセ
ル1、2、3、…の記憶データが消去される。
Thereafter, the flash memory cells 1, 2,.
When erasing the stored data of the flash memory cells 1, 2,... At a time, a high voltage for erasing is applied to the source line 200 and the word lines 10 of the flash memory cells 1, 2, 3,.
When the control gate is set to a voltage equal to or lower than the ground level, a large potential difference is applied between the source and the gate of each memory cell, and electrons in the floating gate of each memory cell flow through the insulating film to generate a current due to a tunnel phenomenon. Are pulled out to the source side, thereby erasing the data stored in the memory cells 1, 2, 3,...

【0029】次に、上記のようなフラッシュメモリセル
1、2、3、…の消去が行われた場合の本例の過剰消去
判定方法について説明する。過剰消去判定時、フラッシ
ュメモリセル1、2、3、…の各ワードライン300、
即ち各コントロールゲート電圧を約0.5Vとしてい
る。この電圧をどの程度に設定するかは、使用するメモ
リセルのオフリーク特性(温度特性)によるので一概に
言えないが、概ね0.数ボルトの設定とする。
Next, a description will be given of a method of judging excessive erasure of the present embodiment when erasing of the flash memory cells 1, 2, 3,. When determining excessive erasure, each word line 300 of the flash memory cells 1, 2, 3,...
That is, each control gate voltage is set to about 0.5V. The level to which this voltage is set cannot be unconditionally determined because it depends on the off-leak characteristic (temperature characteristic) of the memory cell to be used. Set to several volts.

【0030】その後、ドレインライン100のリーク電
流の大小をセンスアンプ4を介して調べ、リーク電流が
基準値より大きいと、過剰消去されたフラッシュメモリ
セルが有ると判断し、リーク電流が基準値より小さい
と、無いと判断する。
Thereafter, the magnitude of the leakage current of the drain line 100 is checked via the sense amplifier 4. If the leakage current is larger than the reference value, it is determined that there is an overerased flash memory cell. If it is smaller, it is determined that there is no such item.

【0031】ところで、本例は、従来各メモリセルのコ
ントロールゲートに0Vを印加して常温で行なう過剰消
去判定を、各メモリセルのコントロールゲートに0.5
V高い電圧を印加して行なっているため、各メモリセル
のドレイン、ソース間のリーク電流は大きくなる傾向に
ある。これを言い換えれば、各メモリセルのコントロー
ルゲート電圧を0Vとして、高温で過剰消去の判定を行
なったのと同様になる。
By the way, in the present embodiment, the over-erasing judgment which is performed at room temperature by applying 0 V to the control gate of each memory cell in the related art is performed by applying 0.5 V to the control gate of each memory cell.
Since a voltage higher than V is applied, the leakage current between the drain and the source of each memory cell tends to increase. In other words, this is similar to the case where the control gate voltage of each memory cell is set to 0 V and the overerasing is determined at a high temperature.

【0032】更にこのことは、読み出し時の非選択ワー
ドライン300、即ちコントロールゲート電圧が0Vと
なるのに対して、過剰消去判定時にはリーク電流量の温
度に対するマージンを取るため、コントロールゲート電
圧を、高めの電圧で判定を行っていることになる。従っ
て、コントロールゲート電圧を0.5V高い電圧で、過
剰消去の判定を行なえば、この過剰消去判定で常温過剰
消去無しと判定された場合、高温過剰消去無しともいえ
ることになる。
Further, this means that while the unselected word line 300 at the time of reading, that is, the control gate voltage becomes 0 V, at the time of judging excessive erasure, the control gate voltage is set to a margin for the temperature of the leak current amount. This means that the judgment is made at a higher voltage. Therefore, if the over-erasure is determined at a control gate voltage higher by 0.5 V, if the over-erasure determination determines that there is no excessive erasure at room temperature, it can be said that there is no over-erasure at high temperature.

【0033】本実施の形態によれば、常温での、過剰消
去判定時のフラッシュメモリセル1、2、3、…のコン
トロールゲートの電圧を読み出し時の非選択メモリセル
のコントロールゲート電圧である0Vよりも0.数ボル
ト高い電圧で行なって、フラッシュメモリセル1、2、
3、…のドレイン、ソース間のリーク電流量の温度(高
温)に対するマージンをとることにより、常温の過剰消
去判定で過剰消去無しという判断は、高温の過剰消去判
定で過剰消去無しという判断と同じになり、メモリセル
の高温使用時にも通用する信頼性の高い過剰消去判定を
常温で行なうことができる。
According to the present embodiment, the voltage of the control gate of the flash memory cell 1, 2, 3,... At the time of judging excessive erasure at room temperature is 0 V which is the control gate voltage of the non-selected memory cell at the time of reading. Than 0. Performed at a voltage several volts higher, the flash memory cells 1, 2,
By taking a margin with respect to the temperature (high temperature) of the amount of leakage current between the drain and the source of 3,..., The determination that there is no excessive erasure in the excessive erasure determination at room temperature is the same as the determination that there is no excessive erasure in the high temperature excess erasure determination. Thus, it is possible to perform the reliable overerasure determination at room temperature, which is valid even when the memory cell is used at a high temperature.

【0034】なお、高温で過剰消去判定を行なう場合、
メモリセルのコントロールゲート電圧は0Vとするのが
適切である。即ち、過剰消去判定の周囲温度により、適
切なコントロールゲート電圧があることになり、適切な
コントロールゲート電圧を設定することにより、前記判
定時の周囲温度に対応した適切な温度マージンがとら
れ、過剰消去判定時の周囲温度を含んだ広範な温度範囲
にて、過剰消去判定の判定結果が担保されることにな
る。
When the over-erasure determination is performed at a high temperature,
It is appropriate that the control gate voltage of the memory cell is 0V. That is, there is an appropriate control gate voltage depending on the ambient temperature of the over-erasure determination, and by setting an appropriate control gate voltage, an appropriate temperature margin corresponding to the ambient temperature at the time of the determination is obtained, and The determination result of the excessive erasure determination is secured in a wide temperature range including the ambient temperature at the time of the erasure determination.

【0035】次に本発明のフラッシュメモリの過剰消去
判定方法の第2の実施の形態について説明する。但し、
フラッシュメモリ回路の構成は図1に示した第1の実施
の形態と同様のため、以降、図1を借用して説明する。
Next, a description will be given of a second embodiment of the method for judging excessive erasure of a flash memory according to the present invention. However,
Since the configuration of the flash memory circuit is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, it will be described below with reference to FIG.

【0036】本例は、常温における過剰消去判定時のフ
ラッシュメモリセル1、2、3、…のコントロールゲー
ト電圧を非選択時と同じ0Vととし、その代わり、各メ
モリセルからのリーク電流量を測定する際のセンスアン
プ4の感度をリーク電流量の温度に対するマージンをと
って従来よりも高く設定し、センスアンプ4で測定され
たリーク電流が基準値をクリアし易くして、従来よりも
小さいリーク電流量でも、過剰消去のフラッシュメモリ
セルがあると判定する。これにより、本実施の形態も、
第1の実施の形態と同様の効果がある。
In this embodiment, the control gate voltage of the flash memory cells 1, 2, 3,... At the time of judging excessive erasure at room temperature is set to 0 V, which is the same as that at the time of non-selection. The sensitivity of the sense amplifier 4 at the time of measurement is set higher than before by taking a margin for the amount of leak current with respect to the temperature, so that the leak current measured by the sense amplifier 4 easily clears the reference value and is smaller than before. It is determined that there is an excessively erased flash memory cell even with the amount of leak current. Thereby, the present embodiment also
There is an effect similar to that of the first embodiment.

【0037】なお、センスアンプ4の感度を従来通りと
して、前記リーク電流の大小を判定する際の基準を低く
設定しても同様の効果がある。また、センスアンプ4の
感度をどの程度上げるかは、使用するメモリセルのオフ
リーク特性(温度特性)によるので一概に言えなし、ま
た、過剰消去判定時の周囲温度により、対応する適切な
温度マージンをとった適切なセンスアンプ4の感度値が
あることになる。
The same effect can be obtained even if the sensitivity of the sense amplifier 4 is set to the same level as before, and the reference for determining the magnitude of the leak current is set low. Further, the degree of increasing the sensitivity of the sense amplifier 4 cannot be determined unconditionally because it depends on the off-leak characteristic (temperature characteristic) of the memory cell to be used. There is an appropriate sensitivity value of the sense amplifier 4 taken.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のメ
モリ過剰消去判定方法によれば、過剰消去判定時、コン
トロールゲート電圧を高めに設定したり、或いは過剰消
去有りの検出感度を高めに設定することにより、常温で
フラッシュメモリの過剰消去判定を行なった際の判定結
果が高温の使用時にも通用するようにでき、前記判定結
果の信頼性を向上させることができる。
As described above in detail, according to the method for judging excessive memory erasure of the present invention, the control gate voltage is set to be higher or the detection sensitivity for the existence of excessive erasure is increased when judging excessive memory erasure. By setting, it is possible to make the determination result when the over-erasing determination of the flash memory is performed at normal temperature valid even at the time of use at high temperature, and to improve the reliability of the determination result.

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

【図1】本発明のメモリ過剰消去判定方法を説明するた
めのフラッシュメモリの第1の実施の形態を示した回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a flash memory for explaining a memory over-erasure determination method of the present invention.

【図2】フラッシュメモリセルに過剰消去が生じた場合
を説明するフラッシュメモリ回路図である。
FIG. 2 is a flash memory circuit diagram illustrating a case where excessive erasure occurs in a flash memory cell.

【図3】過剰消去フラッシュメモリセルの有無を判定す
る従来のメモリ過剰消去判定方法を説明するフラッシュ
メモリ回路図である。
FIG. 3 is a flash memory circuit diagram illustrating a conventional memory over-erase determination method for determining the presence or absence of an over-erased flash memory cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3 フラッシュメモリセル 4 センスアンプ 100 ドレインライン(ビットライン) 200 ソースライン 300 ワードライン(コントロールゲートライン) 1, 2, 3 Flash memory cell 4 Sense amplifier 100 Drain line (bit line) 200 Source line 300 Word line (control gate line)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フローティングゲート、コントロールゲ
ート、ソース及びドレインを有し、前記フローティング
ゲートに対する電子の注入あるいは放出動作によりデー
タの記憶を行なうフラッシュメモリにあって、前記電子
の放出が大き過ぎることにより生じるメモリの過剰消去
を判定する際、前記コントロールゲート電圧として、非
選択のコントロールゲート電圧よりも高い電圧を掛け、
前記ドレイン、ソース間のリーク電流の大きさによりメ
モリの過剰消去を判定することを特徴とするメモリの過
剰消去判定方法。
1. A flash memory having a floating gate, a control gate, a source, and a drain and storing data by injecting or emitting electrons into or from the floating gate. When determining excessive erasure of the memory, as the control gate voltage, multiply a voltage higher than the unselected control gate voltage,
A method for judging excessive erasure of a memory according to the magnitude of the leakage current between the drain and the source, the method comprising:
【請求項2】 前記過剰消去の判定時の周囲温度によ
り、前記コントロールゲートに掛ける電圧を変化させる
ことを特徴とする請求項1記載のメモリの過剰消去判定
方法。
2. The method according to claim 1, wherein a voltage applied to the control gate is changed according to an ambient temperature at the time of determining the excessive erasure.
【請求項3】 フローティングゲート、コントロールゲ
ート、ソース及びドレインを有し、前記フローティング
ゲートに対する電子の注入放出動作によりデータの記憶
を行なうフラッシュメモリにあって、前記電子の放出が
大き過ぎることにより生じるメモリの過剰消去を、前記
ドレイン、ソース間のリーク電流の大きさにより判定す
る際、前記過剰消去有りの検出感度を高めたことを特徴
とするメモリの過剰消去判定方法。
3. A flash memory having a floating gate, a control gate, a source, and a drain and storing data by injecting and emitting electrons into and from the floating gate, wherein the memory is generated when the emission of the electrons is too large. A method of judging excessive erasure of a memory, wherein the detection sensitivity of the presence of excessive erasure is enhanced when judging the excessive erasure by the magnitude of the leak current between the drain and the source.
【請求項4】 前記検出感度を高めるためにはリーク電
流の大きさを判定する基準電流を通常の読出し時よりも
低くすることを特徴とする請求項3記載のメモリの過剰
消去判定方法。
4. The method according to claim 3, wherein a reference current for judging the magnitude of the leak current is set lower than that in a normal read operation to increase the detection sensitivity.
【請求項5】 前記過剰消去の判定時の周囲温度によ
り、前記過剰消去有りの検出感度を変化させることを特
徴とする請求項3又は4記載のメモリの過剰消去判定方
法。
5. The method according to claim 3, wherein the detection sensitivity for the presence of excessive erasure is changed according to the ambient temperature at the time of determining the excessive erasure.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207331A (en) * 2014-04-21 2015-11-19 富士通セミコンダクター株式会社 Storage device and control method
WO2019207905A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 Vehicle-mounted control device

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