JPH11297084A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH11297084A
JPH11297084A JP9593598A JP9593598A JPH11297084A JP H11297084 A JPH11297084 A JP H11297084A JP 9593598 A JP9593598 A JP 9593598A JP 9593598 A JP9593598 A JP 9593598A JP H11297084 A JPH11297084 A JP H11297084A
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JP
Japan
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temperature
verify voltage
voltage
semiconductor device
data
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Withdrawn
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JP9593598A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Yada
直樹 矢田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen or eliminate the temp. dependence of a threshold voltage in a write or erase state of memory cells. SOLUTION: The semiconductor device comprises an electrically erasable and writable nonvolatile memory 30, temp. detecting means 8 for detecting the temp. of the semiconductor device, and control means (CPU) 10 capable of changing a verify voltage generated in a verify voltage generator circuit 22. The control means 10 changes the verify voltage in the direction to cancel the variation of the threshold voltage of a memory cell when tending to change depending on the semiconductor device temp., e.g. more raises the write verify voltage for the detected temp. higher, thereby canceling the temp. dependence of the verify voltage itself by that of other circuits concerning the verifying 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、電気的に消去及び
書き込み可能な不揮発性メモリセルを有する半導体装置
にける、消去ベリファイ電圧又は書き込みベリファイ電
圧を制御する技術に係り、例えばフラッシュメモリやフ
ラッシュメモリをオンチップしたマイクロコンピュータ
などに適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for controlling an erase verify voltage or a write verify voltage in a semiconductor device having electrically erasable and writable nonvolatile memory cells, for example, a flash memory and a flash memory. The present invention relates to a technology that is effective when applied to a microcomputer or the like having an on-chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に消去及び書き込み可能な不揮発
性メモリセルを有する半導体装置として、浮遊ゲートへ
の電子の注入や電子の引き抜きによって情報を記憶させ
ることができる不揮発性半導体記憶装置、例えばEEP
ROM若しくはフラッシュメモリが従来から提供されて
いる。フラッシュメモリはフローティングゲート(浮遊
ゲート)、コントロールゲート、ソース及びドレインを
持つメモリセルトランジスタを有する。このメモリセル
トランジスタは、前記フローティングゲートに電子が注
入されると閾値電圧が上昇し、また、前記フローティン
グゲートから電子を引き抜くと閾値電圧が低下する。前
記メモリセルトランジスタは、データ読み出しのための
ワード線電圧(コントロールゲート印加電圧)に対する
閾値電圧の高低に応じた情報を記憶することになる。E
EPROMもフラッシュメモリと基本的には同じであ
る。メモリセルトランジスタの閾値電圧が低い状態を書
き込み状態、高い状態を消去状態と定義する場合があ
る。その逆に定義することもある。
2. Description of the Related Art As a semiconductor device having an electrically erasable and writable nonvolatile memory cell, a nonvolatile semiconductor memory device capable of storing information by injecting electrons into or extracting electrons from a floating gate, for example, EEP
ROM or flash memory has been conventionally provided. A flash memory has a memory cell transistor having a floating gate (floating gate), a control gate, a source and a drain. In this memory cell transistor, the threshold voltage increases when electrons are injected into the floating gate, and the threshold voltage decreases when electrons are extracted from the floating gate. The memory cell transistor stores information according to the level of the threshold voltage with respect to the word line voltage (control gate applied voltage) for data reading. E
The EPROM is basically the same as the flash memory. A state where the threshold voltage of the memory cell transistor is low may be defined as a write state, and a state where the threshold voltage is high may be defined as an erase state. The opposite is sometimes defined.

【0003】フラッシュメモリについて記載された文献
の例として日経マイクロデバイス(1994年11月号)第48
頁及び第49頁、さらに、特開平9−297996号公報があ
る。
As an example of a document describing a flash memory, Nikkei Microdevices (November 1994) No. 48
Page and page 49, and JP-A-9-297996.

【0004】例えばフラッシュメモリにおける書き込み
動作は、書き込み選択されるべきメモリセルのコントロ
ールゲートとドレインとの間に高電圧を印加して行なわ
れる。過書き込み状態を防止するために書き込み電圧の
印加は短時間ずつに分けて徐々に行なわれるのが一般的
である。書き込み電圧を印加したときは毎回書き込みベ
リファイ動作が行なわれる。例えば、消去状態に対して
閾値電圧が低い状態を書き込み状態と定義すると、書き
込み状態の閾値電圧を有する場合にオフ状態にされるワ
ード線選択電圧を書き込みベリファイ電圧として書き込
み電圧印加後に与え、これによって書き込み対象メモリ
セルがオン状態にされれば書き込み完了、オフ状態のま
まであれば書き込み不完全を判断する。
For example, a write operation in a flash memory is performed by applying a high voltage between a control gate and a drain of a memory cell to be selected for writing. Generally, application of a write voltage is performed gradually in short time intervals to prevent an overwrite state. Whenever a write voltage is applied, a write verify operation is performed. For example, when a state in which the threshold voltage is lower than the erase state is defined as a write state, a word line selection voltage that is turned off when the memory cell has the threshold voltage in the write state is given as a write verify voltage after a write voltage is applied, and If the memory cell to be written is turned on, it is determined that writing is completed, and if it is off, it is determined that writing is incomplete.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は書き込み状
態若しくは消去状態の閾値電圧の温度依存性について検
討した。本発明者は、書き込み動作又は消去動作時の温
度によってメモリセルの閾値電圧が変動すると言う事態
を見出した。例えば、以下、特に言及しない限り消去状
態に対して閾値電圧が低い状態を書き込み状態と定義す
るものとする。このとき、低温時に書き込み動作を行な
った場合、メモリセルの閾値電圧は通常温度(例えば2
0°C)時よりも低くなってデプリートマージンが著し
く劣化する。逆に高温時の書き込みでは閾値電圧が高く
なる傾向を採る。この様子は図11に詳細に示されてお
り、消去状態の閾値電圧分布に対して、書き込み時の閾
値電圧分布は、低温時は低く、高温時は高くされる。
The present inventors have studied the temperature dependence of the threshold voltage in the written state or the erased state. The inventor has found that the threshold voltage of a memory cell varies depending on the temperature during a write operation or an erase operation. For example, a state in which the threshold voltage is lower than the erased state is defined as a written state unless otherwise specified. At this time, when the write operation is performed at a low temperature, the threshold voltage of the memory cell becomes the normal temperature (for example, 2
0 ° C), and the depletion margin is significantly deteriorated. Conversely, the threshold voltage tends to increase during writing at a high temperature. This situation is shown in detail in FIG. 11, and the threshold voltage distribution at the time of writing is lower at a low temperature and higher at a high temperature, compared to the threshold voltage distribution in an erased state.

【0006】メモリセルの上記書き込みによる閾値電圧
の温度依存性は、図12に例示されるように、ベリファ
イ電圧を生成するときに用いられる基準電圧発生回路、
メモリセル、センスアンプ等の温度特性に起因するもの
であり、ベリファイ電圧それ自体の温度依存度と、ベリ
ファイ動作に関係するその他の回路の温度依存度が相殺
されない状況によって生ずるものあることが本発明者に
よって見出された。
As shown in FIG. 12, the temperature dependency of the threshold voltage due to the above-described writing of a memory cell is determined by a reference voltage generating circuit used when generating a verify voltage,
The present invention is based on the temperature characteristics of a memory cell, a sense amplifier, etc., and may be caused by a situation where the temperature dependence of the verify voltage itself and the temperature dependence of other circuits related to the verify operation are not offset. Was found by others.

【0007】本発明の目的は、メモリセルの書込み又は
消去状態における閾値電圧の温度依存性を低減若しくは
解消することができる半導体装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing or eliminating the temperature dependency of a threshold voltage in a write or erase state of a memory cell.

【0008】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
[0008] The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application.

【0010】すなわち、電気的に消去及び書き込み可能
な不揮発性メモリセルと、消去又は書き込みベリファイ
電圧を形成するベリファイ電圧発生回路(22)とを有
し、消去電圧又は書き込み電圧を印加した後に消去ベリ
ファイ電圧又は書き込みベリファイ電圧(Vwvfy)
を選択ワード線に印加して消去又は書き込みベリファイ
動作を行なう半導体装置(33,51)において、半導
体装置の温度を検出する温度検出手段(8)と、前記ベ
リファイ電圧発生回路で発生されるベリファイ電圧を前
記温度検出手段による検出温度に基づいて可変可能にす
る制御手段(10,11,50)とを設ける。前記制御
手段は、半導体装置の温度に依存して変化しようとする
メモリセルの閾値電圧の変動分を相殺する方向に前記ベ
リファイ電圧を変化させる。例えば前記制御手段は、検
出温度が低い程、書き込みベリファイ電圧を高くする。
That is, the nonvolatile memory cell includes an electrically erasable and writable nonvolatile memory cell and a verify voltage generating circuit (22) for generating an erase or write verify voltage. Voltage or write verify voltage (Vwvfy)
Is applied to a selected word line to perform an erase or write verify operation in a semiconductor device (33, 51), a temperature detecting means (8) for detecting the temperature of the semiconductor device, and a verify voltage generated by the verify voltage generating circuit. And control means (10, 11, 50) for making the temperature variable based on the temperature detected by the temperature detecting means. The control means changes the verify voltage in a direction to offset a change in the threshold voltage of the memory cell which tends to change depending on the temperature of the semiconductor device. For example, the control means increases the write verify voltage as the detected temperature is lower.

【0011】上記より、ベリファイ電圧それ自体の温度
依存度と、ベリファイ動作に関係するその他の回路の温
度依存度とが相殺され、これによって、メモリセルの書
込み又は消去状態における閾値電圧の温度依存性を低減
若しくは解消することができる。
As described above, the temperature dependence of the verify voltage itself and the temperature dependence of other circuits related to the verify operation cancel each other, whereby the temperature dependence of the threshold voltage in the write or erase state of the memory cell is canceled. Can be reduced or eliminated.

【0012】ベリファイ電圧制御の具体的な態様とし
て、所定温度範囲でベリファイ電圧を決定するための制
御データが所定温度刻み毎に予め配置されたデータテー
ブル(TBL)の格納領域を設け、前記制御手段は、基
準温度と検出温度との温度差に基づいて、前記検出温度
におけるベリファイ電圧を得るための制御データを前記
データテーブルから参照し、参照された制御データを用
いてベリファイ電圧の制御を行なうことができる。基準
温度(Tm)と検出温度(Tn)との温度差(Tdi
f)を用いることにより、相対値による温度情報の操作
が可能になる。
As a specific mode of the verify voltage control, a storage area of a data table (TBL) in which control data for determining a verify voltage in a predetermined temperature range is arranged in advance at predetermined temperature intervals is provided. Refers to control data for obtaining a verify voltage at the detected temperature from the data table based on a temperature difference between the reference temperature and the detected temperature, and controls the verify voltage using the referred control data. Can be. The temperature difference (Tdi) between the reference temperature (Tm) and the detected temperature (Tn)
By using f), it is possible to operate the temperature information by the relative value.

【0013】更に、半導体装置固有のプロセスばらつき
に起因して生ずる基準温度でのベリファイ電圧に関する
変動を補償するプロセスばらつき補償データの格納領域
(18)を設け、前記制御手段は、前記参照された制御
データに前記プロセスばらつき補償データを加算し、加
算されたデータによってベリファイ電圧の制御を行なう
ことができる。前記プロセスばらつき補償データは、前
記データテーブルの内容に対する個々の半導体装置の固
体差を補償するためのものであり、前記基準温度におい
てデータテーブルの制御データが論理的若しくは理想的
に規定するベリファイ電圧と前記基準温度においてそれ
と同じ制御データで実際に発生させたベリファイ電圧の
実測値との差電圧を形成できるトリミングデータ値とさ
れ、半導体装置のデバイステスト結果を反映して作成す
ることができる。前記基準温度に基づくデータテーブル
利用の補正手法は、プロセスばらつきの補償と言う点に
おいても優れていると言える。
[0013] Further, a storage area (18) for process variation compensation data for compensating a variation related to a verify voltage at a reference temperature caused by a process variation inherent to the semiconductor device is provided. The process variation compensation data is added to the data, and the verify voltage can be controlled by the added data. The process variation compensation data is for compensating for individual differences of individual semiconductor devices with respect to the contents of the data table, and the control data of the data table is logically or ideally defined at the reference temperature. The trimming data value is a trimming data value that can form a difference voltage from the actually measured verify voltage value with the same control data at the reference temperature, and can be created by reflecting the device test results of the semiconductor device. It can be said that the correction method using the data table based on the reference temperature is also excellent in compensating for process variation.

【0014】前記制御手段は、中央処理装置(10)
と、その動作プログラムを格納する記憶手段(11)と
によってソフトウェア的に構成し、或いは専用の演算回
路(50)でハードウェア的に構成することができる。
The control means includes a central processing unit (10).
And the storage means (11) for storing the operation program can be configured in software, or can be configured in hardware by a dedicated arithmetic circuit (50).

【0015】前記半導体装置は、不揮発性メモリセルに
2値データを格納するものはもとより、1個のメモリセ
ルに4値以上の多値のデータを格納可能なものとするこ
とができる。
The semiconductor device can store not only binary data in a nonvolatile memory cell but also multi-valued data of four or more values in one memory cell.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図2には本発明に係る半導体装置
の一例であるマイクロコンピュータのブロック図が示さ
れる。同図に示されるマイクロコンピュータ(MCU)
33は、例えば公知のCMOS集積回路製造技術によっ
て単結晶シリコンのような1個の半導体基板に形成され
ている。マイクロコンピュータ33は、フラッシュメモ
リ内蔵マイクロコンピュータであり、CPU(Central
Processing Unit:中央処理装置)10、CPU10の
作業領域若しくはデータ一時記憶領域とされるRAM
(Random Access Memory:ランダム・アクセス・メモ
リ)11、CPU10の動作プログラムや制御データな
どが格納されるフラッシュメモリ(FROM)30、マ
イクロコンピュータ33の温度を計測するためのサーミ
スタのような温度センサ8、温度センサ8から出力され
てアナログ温度情報をディジタル信号に変換するアナロ
グ・ディジタル変換回路(A/D)9、外部とインタフ
ェースされる入出力ポート(I/O)32、及びその他
の周辺回路(PRF)31を有し、それらは代表的に示
された内部バス14に接続される。
FIG. 2 is a block diagram of a microcomputer as an example of a semiconductor device according to the present invention. Microcomputer (MCU) shown in the figure
33 is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known CMOS integrated circuit manufacturing technique, for example. The microcomputer 33 is a microcomputer with a built-in flash memory, and has a CPU (Central
Processing Unit (Central Processing Unit) 10, RAM serving as a work area or a temporary data storage area for CPU 10
(Random Access Memory) 11, a flash memory (FROM) 30 in which an operation program and control data of the CPU 10 are stored, a temperature sensor 8 such as a thermistor for measuring the temperature of the microcomputer 33, An analog / digital conversion circuit (A / D) 9 for converting analog temperature information into a digital signal output from the temperature sensor 8, an input / output port (I / O) 32 for external interface, and other peripheral circuits (PRF) ) 31 which are connected to the internal bus 14 which is typically shown.

【0017】図1にはフラッシュメモリ30の書込みベ
リファイ電圧の生成に着目した部分の詳細ない値例が示
される。図1においてレジスタ15,16,17,1
8,20は、特に制限されないが、CPU10内部のデ
ータレジスタ若しくはRAM11に割り当てられた記憶
領域であると理解されたい。
FIG. 1 shows an example of a detailed value of a portion focusing on generation of a write verify voltage of the flash memory 30. In FIG. 1, registers 15, 16, 17, 1
8 and 20 are not particularly limited, but should be understood to be data registers in the CPU 10 or storage areas allocated to the RAM 11.

【0018】図1において3で示されるもにはフラッシ
ュメモリセルがマトリクス配置されたフラッシュメモリ
マットである。特に図示はしないが、フラッシュメモリ
セルは、フローティングゲート(浮遊ゲート)、コント
ロールゲート、ソース及びドレインを持つ。コントロー
ルゲートはワード線に、ドレインはビット線に、ソース
はソース線に接続される。2で示される回路ブロック
は、ワードドライバ、書込み回路、ソースドライバ、セ
ンスアンプ、カラム選択スイッチ(Y−SW)、デコー
ダ、及びコントローラを含む。ワードドライバはワード
線電源に従ってワード線を選択的に駆動する。ソースド
ライバはソース線電源によってソース線を駆動する。セ
ンスアンプはビット線に読み出されたデータを検出して
ラッチするセンスラッチとして機能する。Y−SWはビ
ット線を選択的にコモンデータ線に導通させるスイッチ
回路である。デコーダはアドレス信号をデコードしてY
−SWの選択信号及びワードドライバの駆動選択信号を
形成する。コントローラは、外部から受け取ったコマン
ドに従って、消去、消去ベリファイ、書き込み、書き込
みベリファイ、及び読み出し等の動作に必要な制御手順
を生成する。
In FIG. 1, reference numeral 3 denotes a flash memory mat in which flash memory cells are arranged in a matrix. Although not particularly shown, the flash memory cell has a floating gate (floating gate), a control gate, a source, and a drain. The control gate is connected to a word line, the drain is connected to a bit line, and the source is connected to a source line. The circuit block indicated by 2 includes a word driver, a write circuit, a source driver, a sense amplifier, a column selection switch (Y-SW), a decoder, and a controller. The word driver selectively drives a word line according to a word line power supply. The source driver drives a source line by a source line power supply. The sense amplifier functions as a sense latch that detects and latches data read to the bit line. Y-SW is a switch circuit for selectively conducting a bit line to a common data line. The decoder decodes the address signal to Y
Form a selection signal of SW and a drive selection signal of a word driver. The controller generates control procedures necessary for operations such as erasing, erasing verify, writing, write verifying, and reading according to a command received from the outside.

【0019】電源切り替え回路1は、ワード線電源(読
み出し、書き込み、消去のためのワード線駆動電源)、
データ線電源(書込み・消去用のビット駆動線電源)、
ソース線電源、センスアンプ電源、書き込み回路電源、
及びY−SW電源(Y−SW選択駆動電源)等の動作電
圧を動作モード若しくは動作状態に応じて切り替えて前
記回路ブロック2に供給する。電源切り替え回路1には
外部電源電圧VCC、外部電源電圧VCCを図示を省略
する昇圧回路で昇圧形成した数種類の昇圧電圧、及び書
き込みベリファイ電圧Vwvfyなどが供給される。電
源切り替え回路1は、動作モードに応じて回路ブロック
2のコントローラから出力される制御信号などに従って
出力電源に対する入力電源の切り替えを制御する。
The power supply switching circuit 1 includes a word line power supply (word line drive power supply for reading, writing, and erasing),
Data line power supply (bit drive line power supply for writing / erasing),
Source line power supply, sense amplifier power supply, write circuit power supply,
And an operation voltage such as a Y-SW power supply (Y-SW selection drive power supply) is switched to an operation mode or an operation state and supplied to the circuit block 2. The power supply switching circuit 1 is supplied with an external power supply voltage VCC, several types of boosted voltages obtained by boosting the external power supply voltage VCC by a booster circuit (not shown), a write verify voltage Vwvfy, and the like. The power supply switching circuit 1 is a circuit block according to an operation mode.
The switching of the input power to the output power is controlled in accordance with a control signal output from the second controller.

【0020】前記メモリセルトランジスタは、前記フロ
ーティングゲートに電子が注入されると閾値電圧が上昇
し、また、前記フローティングゲートから電子を引き抜
くと閾値電圧が低下する。前記メモリセルトランジスタ
は、データ読み出しのためのワード線電圧(コントロー
ルゲート印加電圧)に対する閾値電圧の高低に応じた情
報を記憶することになる。メモリセルトランジスタの閾
値電圧が低い状態を書き込み状態、高い状態を消去状態
と定義する。
The threshold voltage of the memory cell transistor increases when electrons are injected into the floating gate, and decreases when electrons are extracted from the floating gate. The memory cell transistor stores information according to the level of the threshold voltage with respect to the word line voltage (control gate applied voltage) for data reading. A state where the threshold voltage of the memory cell transistor is low is defined as a write state, and a state where the threshold voltage is high is defined as an erase state.

【0021】フラッシュメモリ30に書き込み動作が指
定されると、書き込み選択されるべきメモリセルのコン
トロールゲートとドレインとの間に高電圧が印加され
る。過書き込み状態を防止するために書き込み電圧の印
加は短時間ずつに分けて徐々に行なわれる。書き込み電
圧を印加したときは毎回書き込みベリファイ動作が行な
われる。例えば、消去状態に対して閾値電圧が低い状態
を書き込み状態と定義すると、書き込み状態の閾値電圧
を有する場合にオフ状態にされるワード線選択電圧を書
き込みベリファイ電圧として書き込み電圧印加後に与
え、これによって書き込み対象メモリセルがオン状態に
されれば書き込み完了、オフ状態のままであれば書き込
み不完全を判断する。
When a write operation is designated in the flash memory 30, a high voltage is applied between the control gate and the drain of the memory cell to be selected for writing. In order to prevent the overwriting state, the application of the writing voltage is gradually performed in short time intervals. Whenever a write voltage is applied, a write verify operation is performed. For example, when a state in which the threshold voltage is lower than the erase state is defined as a write state, a word line selection voltage that is turned off when the memory cell has the threshold voltage in the write state is given as a write verify voltage after a write voltage is applied, and If the memory cell to be written is turned on, it is determined that writing is completed, and if it is off, it is determined that writing is incomplete.

【0022】前記書き込みベリファイ電圧Vwvfyは
書き込みベリファイ電圧発生回路22で生成される。書
き込みベリファイ電圧発生回路22は、基準電圧発生回
路6から出力される基準電圧Vrefを非反転入力端子
(+)に受ける正相増幅オペアンプを4を主体とするク
ランプ電源によって構成される。オペアンプ4の出力端
子は帰還抵抗回路21及びトリミングスイッチ回路5を
介して反転入力端子(−)に帰還接続される。トリミン
グスイッチ回路5は帰還抵抗回路21よって分圧された
帰還電圧を選択する。選択された帰還電圧に従って書き
込みベリファイ電圧Vwvfyが決定される。前記トリ
ミングスイッチ回路5による帰還電圧の選択はレジスタ
19の設定データによって決まる。換言すれば、レジス
タ19の設定データによって書き込みベリファイ電圧V
wvfyの値を可変にできる。
The write verify voltage Vwvfy is generated by a write verify voltage generating circuit 22. The write verify voltage generation circuit 22 is configured by a clamp power supply mainly composed of a positive-phase amplification operational amplifier that receives a reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuit 6 at a non-inverting input terminal (+). The output terminal of the operational amplifier 4 is feedback-connected to the inverting input terminal (−) via the feedback resistor circuit 21 and the trimming switch circuit 5. The trimming switch circuit 5 selects the feedback voltage divided by the feedback resistor circuit 21. The write verify voltage Vwvfy is determined according to the selected feedback voltage. The selection of the feedback voltage by the trimming switch circuit 5 is determined by the data set in the register 19. In other words, the write verify voltage V
The value of wvfy can be made variable.

【0023】前記CPU10は、前記フラッシュメモリ
セルの書込み状態における閾値電圧の温度依存性を低減
若しくは解消するために、前記ベリファイ電圧発生回路
22で発生されるベリファイ電圧Vwvfyを前記温度
センサ8による検出温度に基づいて可変可能に制御す
る。即ち、CPU10はその動作プログラムに従って、
マイクロコンピュータの温度に依存して変化しようとす
るメモリセルの閾値変動分を相殺する方向に前記ベリフ
ァイ電圧を変化させる。例えばCPU10は、検出温度
が低い程、書き込みベリファイ電圧を高くするようにレ
ジスタ19のデータを制御する。
The CPU 10 detects a verify voltage Vwvfy generated by the verify voltage generating circuit 22 in order to reduce or eliminate the temperature dependency of the threshold voltage in the write state of the flash memory cell. Is variably controlled based on. That is, the CPU 10 operates according to the operation program.
The verify voltage is changed in such a direction as to offset the threshold value variation of the memory cell which is likely to change depending on the temperature of the microcomputer. For example, the CPU 10 controls the data in the register 19 so that the lower the detected temperature is, the higher the write verify voltage is.

【0024】前記ベリファイ電圧を制御する手法につい
てその詳細な一例を説明する。先ず、所定温度範囲でベ
リファイ電圧を決定するための制御データ(トリミング
データ)が所定温度刻み毎に予め配置されたデータテー
ブルTBLをRAM11にロードする。このデータテー
ブルTBLの初期データはフラッシュメモリ30などに
保持させることができ、パワーオンリセット時にRAM
11にイニシャルロードすることができる。データテー
ブルTBLの一例は図3に示され、一定の温度刻み(i
°C)毎にトリミングデータD0〜Dnが配置されてい
る。データテーブルTBLは実測若しくは理論計算に基
づいて代表的に生成する。即ち、書き込み状態のメモリ
セルの閾値電圧の温度依存性を相殺するのに必要な書き
込みベリファイ電圧を実測若しくは理論計算によって決
定し、これに基づいて個々のトリミングデータを決定す
る。したがって、トリミングデータによって形成される
書込みベリファイ電圧の理論値は予め把握されている。
A detailed example of the method of controlling the verify voltage will be described. First, a data table TBL in which control data (trimming data) for determining a verify voltage in a predetermined temperature range is arranged in advance at predetermined temperature intervals is loaded into the RAM 11. The initial data of the data table TBL can be held in the flash memory 30 or the like.
11 can be initially loaded. An example of the data table TBL is shown in FIG.
° C), trimming data D0 to Dn are arranged. The data table TBL is typically generated based on actual measurement or theoretical calculation. That is, the write verify voltage necessary to offset the temperature dependence of the threshold voltage of the memory cell in the written state is determined by actual measurement or theoretical calculation, and individual trimming data is determined based on this. Therefore, the theoretical value of the write verify voltage formed by the trimming data is grasped in advance.

【0025】更に、マイクロコンピュータ固有のプロセ
スばらつきに起因して生ずる基準温度でのベリファイ電
圧に関する変動を補償するプロセスばらつき補償データ
をレジスタ18にロードしておく。前記プロセスばらつ
き補償データは、データテーブルTBLの内容に対する
個々のマイクロコンピュータの固体差を補償するための
ものであり、前記基準温度においてデータテーブルの制
御データが論理的若しくは理想的に規定するベリファイ
電圧と、前記基準温度における制御データで実際に発生
させたベリファイ電圧の実測値との差電圧を形成するた
めのトリミングデータ値とされる。このプロセスばらつ
き補償データはマイクロコンピュータ33のデバイステ
ストの一環で取得し、フラッシュメモリ33に格納して
おく。パワーオンリセットで当該プロセスばらつき補償
データがレジスタ18にイニシャルロードされる。
Further, the process variation compensation data for compensating for the variation in the verify voltage at the reference temperature caused by the process variation inherent to the microcomputer is loaded into the register 18. The process variation compensation data is for compensating for individual differences between individual microcomputers with respect to the contents of the data table TBL. At the reference temperature, the control data of the data table logically or ideally defines a verify voltage and a verify voltage. , A trimming data value for forming a difference voltage from an actually measured verify voltage value generated by the control data at the reference temperature. The process variation compensation data is obtained as part of a device test of the microcomputer 33 and stored in the flash memory 33. The process variation compensation data is initially loaded into the register 18 by a power-on reset.

【0026】CPU10は前記データテーブルTBL及
びプロセスばらつき補償データを用いて書込みベリファ
イ電圧を以下のように制御する。基準温度の情報はパワ
ーオンリセット時にフラッシュメモリ30からレジスタ
15にイニシャルロードされている。例えば基準温度情
報を図3のトリミングデータD5に関する温度Tmの情
報とする。CPU10は、温度センサ8で計測された現
在の温度情報(例えば図3の温度Tnの情報)をレジス
タ20に格納する。CPU10は基準温度情報と現在の
温度情報との差(Tm−Tn)を演算し、温度差分情報
(図3のTdif)としてレジスタ16に格納する。C
PU10は、この温度差分情報Tdifを基準温度の情
報Tmに加算した値に基づいて最終温度情報Tlstを
生成する。図3にも示され得るように、温度差分情報T
difと基準温度の情報Tmの和(Tdif+Tm)は
各トリミングデータの刻み温度iの整数倍になるとは限
らず、誤差があり、基準温度に対する差分がトリミング
データの刻み温度iの整数倍になる温度を、前記最終温
度情報Tlstとするように、演算が行われる。この演
算は、Tlst=Fa(Tdif+Tm)で表わすこと
ができる温度補正関数Fa(T)として表わすことがで
きる。CPU10は最終温度情報Tlstによってデー
タテーブルを検索し、例えば検索されたトリミングデー
タD7をレジスタ17に格納する。この検索処理は、F
b(Tlst)と表わすことができる。
The CPU 10 controls the write verify voltage using the data table TBL and the process variation compensation data as follows. The information of the reference temperature is initially loaded from the flash memory 30 to the register 15 at the time of power-on reset. For example, the reference temperature information is information on the temperature Tm related to the trimming data D5 in FIG. The CPU 10 stores the current temperature information measured by the temperature sensor 8 (for example, information on the temperature Tn in FIG. 3) in the register 20. The CPU 10 calculates the difference (Tm-Tn) between the reference temperature information and the current temperature information, and stores the difference in the register 16 as temperature difference information (Tdif in FIG. 3). C
The PU 10 generates final temperature information Tlst based on a value obtained by adding the temperature difference information Tdif to the reference temperature information Tm. As can also be seen in FIG. 3, the temperature difference information T
The sum (Tdif + Tm) of the dif and the reference temperature information Tm is not always an integral multiple of the step temperature i of each trimming data. There is an error, and a temperature at which the difference from the reference temperature becomes an integral multiple of the step temperature i of the trimming data. Is made to be the final temperature information Tlst. This operation can be expressed as a temperature correction function Fa (T) which can be expressed by Tlst = Fa (Tdif + Tm). The CPU 10 searches the data table according to the final temperature information Tlst, and stores, for example, the searched trimming data D7 in the register 17. This search processing is performed by F
b (Tlst).

【0027】また、パワーオンリセット時にはプロセス
ばらつき補償データが図1のレジスタ18にイニシャル
ロードされている。例えばマイクロコンピュータ33の
温度を基準温度(Tm)に保った状態で当該基準温度
(Tm)に応ずるトリミングデータD5を用いて書き込
みバイアス電圧を形成したとき、その電圧が期待値電圧
V5に対してVjであったならば、プロセスばらつき補
償データはDcmp=−(Vj−V5)とされる。
At the time of power-on reset, process variation compensation data is initially loaded into the register 18 of FIG. For example, when the write bias voltage is formed using the trimming data D5 corresponding to the reference temperature (Tm) while the temperature of the microcomputer 33 is maintained at the reference temperature (Tm), the voltage becomes Vj with respect to the expected value voltage V5. , The process variation compensation data is set to Dcmp = − (Vj−V5).

【0028】CPU10は前記最終温度情報Tlstに
応ずるトリミングデータD5にプロセスばらつき補償デ
ータはDcmpを加算し、加算されたデータをレジスタ
19に設定して、書込みベリファイ電圧を決定する。
The CPU 10 adds the process variation compensation data Dcmp to the trimming data D5 corresponding to the final temperature information Tlst, sets the added data in the register 19, and determines the write verify voltage.

【0029】図4には上記トリミングデータの演算手法
を整理して示してある。レジスタ16(R2)にはTd
if=(Tm−Tn)が格納される。レジスタ17(R
3)には、最終温度情報に応ずるトリミングデータFb
(Tlst)=Fb{Fa(R0,R1)}=Fb{F
a(Tdif+Tm)}が格納される。
FIG. 4 shows the method of calculating the trimming data. Td is stored in the register 16 (R2).
if = (Tm-Tn) is stored. Register 17 (R
3) includes trimming data Fb corresponding to the final temperature information.
(Tlst) = Fb {Fa (R0, R1)} = Fb {F
a (Tdif + Tm)} is stored.

【0030】図5には前記書込みベリファイ電圧の補正
制御とそれによるメモリセルの閾値電圧との関係が温度
をパラメータとして示される。書込みベリファイ電圧を
補正しない場合には低温書込み時にはメモリセルの閾値
電圧が低くなり過ぎる。逆に高温時は高くなり過ぎる。
温度に応じて書込みベリファイ電圧を補正する(この例
では低温程書込みベリファイ電圧を高くする)ことによ
り、メモリセルの閾値電圧の分布がほぼ一定になる。
FIG. 5 shows the relationship between the correction control of the write verify voltage and the threshold voltage of the memory cell thereby, using temperature as a parameter. If the write verify voltage is not corrected, the threshold voltage of the memory cell becomes too low during low-temperature writing. Conversely, it becomes too high at high temperatures.
By correcting the write verify voltage according to the temperature (in this example, the write verify voltage is increased as the temperature becomes lower, the distribution of the threshold voltage of the memory cell becomes substantially constant.

【0031】したがって、低温時書き込みを行ってもデ
プリートマージンが著しく劣化する等とうい従来の問題
点を解消することができる。また、書込み時の動作保証
温度範囲を拡大することができ、使い勝手が良好にな
る。書込み状態のメモリセルの閾値電圧のばらつきが少
なくなり、メモリの信頼性が向上する。また、センスア
ンプやベリファイ電源回路それ自体の性能とは別の点を
改良してメモリセルの閾値電圧ばらつきを抑えるから、
センスアンプやベリファイ電源回路等に対してメモリセ
ルの閾値電圧ばらつきを抑えるための考慮を払う必要が
なくなり、設計の短縮化にも寄与する。また、基準温度
と検出温度との温度差を用いることにより、相対値によ
る温度情報の操作が可能になり、補正のための演算処理
が簡単になる。
Therefore, it is possible to solve the conventional problems that the depletion margin is remarkably deteriorated even when writing at a low temperature. Further, the operation guarantee temperature range at the time of writing can be expanded, and the usability is improved. Variations in the threshold voltage of the memory cell in the written state are reduced, and the reliability of the memory is improved. In addition, since the performance of the sense amplifier and the verify power supply circuit itself is improved to reduce the threshold voltage variation of the memory cell,
It is not necessary to pay attention to the sense amplifier, the verify power supply circuit, and the like for suppressing the variation in the threshold voltage of the memory cell, which contributes to shortening of the design. Further, by using the temperature difference between the reference temperature and the detected temperature, it is possible to operate the temperature information based on the relative value, and the calculation process for correction is simplified.

【0032】図6には前記フラッシュメモリ30に対す
る書込み動作のフローチャートが示される。CPU10
はフラッシュメモリ30に書き込み動作を指示し(S
1)、書込みデータをRAM11に転送し(S2)、R
AM11からフラッシュメモリ30のデータラッチに転
送する(S3)。転送後、前記トリミングデータの補正
演算を行い(S4)、演算されたトリミングデータをレ
ジスタ19にセットする(S5)。その後、書込み対象
メモリセルに一定時間書込み電圧を印可し(S6)、書
込みベリファイ動作を行う(S7)。書込みベリファイ
動作によって全ビット書込み状態にされているかが判定
され(S8)、全ビット書込み状態にされるまで、再書
込みデータの演算(S9)を経て前記ステップS3〜S
8の動作が繰り返される。このように、書込み電圧の印
可毎に、トリミングデータの補正処理が行われるので、
高い信頼性をもって書込み閾値電圧のばらつきを抑える
ことができる。
FIG. 6 shows a flowchart of a write operation to the flash memory 30. CPU10
Indicates a write operation to the flash memory 30 (S
1), the write data is transferred to the RAM 11 (S2), and R
The data is transferred from the AM 11 to the data latch of the flash memory 30 (S3). After the transfer, the trimming data is corrected (S4), and the calculated trimming data is set in the register 19 (S5). Thereafter, a write voltage is applied to the write target memory cell for a certain period of time (S6), and a write verify operation is performed (S7). It is determined whether or not all bits are written by the write verify operation (S8). Until all bits are written, the rewrite data is calculated (S9) and the above steps S3 to S3 are performed.
8 is repeated. As described above, the trimming data correction process is performed every time the write voltage is applied.
Variation in the write threshold voltage can be suppressed with high reliability.

【0033】前記書込みベリファイ電圧を補正するため
の前記構成は消去ベリファイ電圧を形成する回路にも適
用することができる。例えば低温程消去ベリファイ電圧
を高くするように補正すればよい。その時の消去動作
は、図7のフローチャートに例示されるように、CPU
10から消去コマンドが発行された後(S11)、消去
ベリファイ電圧制御のためのトリミングデータの補正演
算を行い(S12)、補正されたトリミングデータを消
去ベリファイ電圧発生回路の制御データレジスタに設定
する(S13)。それから、消去電圧を一定時間印可し
(S14)、消去ベリファイ動作を行う(S15)。消
去みベリファイ動作によって全ビット消去状態にされて
いるかが判定され(S16)、全ビット消去状態にされ
るまで、前記ステップS11〜S16の動作が繰り返さ
れる。このように、消去電圧の印可毎に、トリミングデ
ータの補正処理が行われるので、高い信頼性をもって消
去状態におけるメモリセルの閾値電圧のばらつきを抑え
ることができる。
The structure for correcting the write verify voltage can be applied to a circuit for forming an erase verify voltage. For example, the correction may be performed so that the lower the temperature, the higher the erase verify voltage. The erasing operation at that time is performed by the CPU as illustrated in the flowchart of FIG.
After the erase command is issued from S10 (S11), a trimming data correction operation for erase verify voltage control is performed (S12), and the corrected trimming data is set in the control data register of the erase verify voltage generating circuit (S12). S13). Then, an erase voltage is applied for a predetermined time (S14), and an erase verify operation is performed (S15). It is determined whether or not all bits are erased by the erase verify operation (S16), and the operations of steps S11 to S16 are repeated until the all bits are erased. As described above, the trimming data correction process is performed every time the erase voltage is applied, so that the variation in the threshold voltage of the memory cell in the erased state can be suppressed with high reliability.

【0034】図8には書込みベリファイ電圧の補正を専
用演算回路50で行うようにしたマイクロコンピュータ
が示される。レジスタ15の基準温度情報とレジスタ2
0の現在の温度情報との差を演算する加算器12が設け
られ、この加算器12は、前記差分情報(Tm−Tn)
を演算し、これを温度差分情報(図3のTdif)とし
てレジスタ16に格納する。レジスタ16に格納された
温度差分情報Tdifは変換回路7に供給される。この
変換回路7は、この温度差分情報Tdifを基準温度の
情報Tmに加算した値に基づいて最終温度情報Tlst
を生成し、最終温度情報Tlstをそれに対応するトリ
ミングデータに変換する。この変換回路7には例えば前
記データテーブルTBLの論理と該テーブルを最終温度
情報Tlstで検索する論理とがハードウェア論理回路
で実現されている。変換回路7で変換されたトリミング
データには加算器13で前記プロセスばらつき補償デー
タが加算され、加算処理されたデータがレジスタ19に
設定され、これによって書込みベリファイ電圧が決定さ
れる。
FIG. 8 shows a microcomputer in which the write verify voltage is corrected by the dedicated arithmetic circuit 50. Reference temperature information of register 15 and register 2
There is provided an adder 12 for calculating a difference from the current temperature information of 0, and the adder 12 provides the difference information (Tm-Tn).
Is calculated and stored in the register 16 as temperature difference information (Tdif in FIG. 3). The temperature difference information Tdif stored in the register 16 is supplied to the conversion circuit 7. The conversion circuit 7 calculates the final temperature information Tlst based on a value obtained by adding the temperature difference information Tdif to the reference temperature information Tm.
Is generated, and the final temperature information Tlst is converted into trimming data corresponding thereto. In the conversion circuit 7, for example, the logic of the data table TBL and the logic of searching the table with the final temperature information Tlst are realized by hardware logic circuits. The process variation compensation data is added to the trimming data converted by the conversion circuit 7 by the adder 13, and the added data is set in the register 19, thereby determining the write verify voltage.

【0035】図9には本発明に係る半導体装置の別の例
であるフラッシュメモリのブロック図が示される。同図
に示されるフラッシュメモリ51は、フラッシュメモリ
単体の半導体装置である。同図に示されるフラッシュメ
モリ51は、図8のフラッシュメモリ30と、温度セン
サ8、A/D9、および入出力回路24を有して、単一
の半導体基板に形成されている。
FIG. 9 is a block diagram of a flash memory as another example of the semiconductor device according to the present invention. The flash memory 51 shown in the figure is a semiconductor device of a single flash memory. The flash memory 51 shown in the figure has the flash memory 30 of FIG. 8, the temperature sensor 8, the A / D 9, and the input / output circuit 24, and is formed on a single semiconductor substrate.

【0036】図10には昇圧回路を用いた書込みベリフ
ァイ電圧生成回路の例が示される。今までの説明では図
1に例示されるように書込みベリファイ電圧はオペアン
プを用いた電圧レギュレータによって構成されている。
これは、書込み状態のメモリセルの閾値電圧が消去状態
のメモリセルの閾値電圧よりも低い場合を一例としてい
るからである。逆に書込み状態のメモリセルの閾値電圧
が消去状態のメモリセルの閾値電圧よりも高い場合に
は、コンパレータ4Aで比較する。これによって昇圧電
圧レベルを自由に制御できる。具体的な電圧補正手法は
上記と同じである。
FIG. 10 shows an example of a write verify voltage generation circuit using a booster circuit. In the description so far, the write verify voltage is constituted by a voltage regulator using an operational amplifier as exemplified in FIG.
This is because the case where the threshold voltage of the memory cell in the written state is lower than the threshold voltage of the memory cell in the erased state is taken as an example. Conversely, when the threshold voltage of the memory cell in the written state is higher than the threshold voltage of the memory cell in the erased state, the comparison is performed by the comparator 4A. This allows the boosted voltage level to be freely controlled. The specific voltage correction method is the same as described above.

【0037】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. No.

【0038】例えばトリミングデータの補正演算手法は
上述の説明に限定されず、適宜変更可能である。また、
上記説明では、1個のメモリセルに2値のデータを格納
するフラッシュメモリを一例としたが、例えば1個のメ
モリセルに4値以上の多値のデータを格納する不揮発性
メモリなどにも適用することができる。例えば1個のメ
モリセルに4値の情報を格納可能とする場合、メモリセ
ルは、夫々閾値電圧の異なる、消去状態、第1の書込み
状態、第2の書込み状態、及び第3の書込み状態の中か
ら一つの状態が選ばれることになる。多値メモリの場合
には、多値の閾値電圧の分布は更に狭い範囲とされなけ
ればならないから、メモリセルの閾値電圧の温度依存性
を解消若しくは緩和することができる本願発明は、多値
の不揮発性メモリに適用すれば効果は更に顕著である。
For example, the correction calculation method of the trimming data is not limited to the above description, but can be changed as appropriate. Also,
In the above description, a flash memory that stores binary data in one memory cell is described as an example. However, the present invention is also applied to, for example, a nonvolatile memory that stores multi-valued data of four or more values in one memory cell. can do. For example, in the case where quaternary information can be stored in one memory cell, the memory cells have different threshold voltages, and each of the erased state, the first written state, the second written state, and the third written state is different. One state will be selected from among them. In the case of a multi-valued memory, the distribution of the multi-valued threshold voltage must be in a narrower range. Therefore, the present invention which can eliminate or alleviate the temperature dependence of the threshold voltage of the memory cell is a multi-valued memory. The effect is even more remarkable if applied to a nonvolatile memory.

【0039】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるフラッ
シュメモリ内蔵マイクロコンピュータやフラッシュメモ
リチップに適用した場合について説明したが、本発明は
それに限定されず、その他の論理LSIやメモリにも広
く適用することができる。
In the above description, mainly the case where the invention made by the present inventor is applied to a microcomputer with a built-in flash memory or a flash memory chip, which is the field of application as the background, but the present invention is not limited to this. , And can be widely applied to other logic LSIs and memories.

【0040】[0040]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0041】すなわち、半導体装置の温度に依存して変
化しようとするメモリセルの閾値電圧の変動分を相殺す
る方向に前記ベリファイ電圧を変化させるから、ベリフ
ァイ電圧それ自体の温度依存度と、ベリファイ動作に関
係するその他の回路の温度依存度とを相殺でき、これに
よって、メモリセルの書込み又は消去状態における閾値
電圧の温度依存性を低減若しくは解消することができ
る。したがって、低温時書き込み行ってもデプリートマ
ージンが著しく劣化する等とうい従来の問題点を解消す
ることができる。また、書込みや消去時の動作保証温度
範囲を拡大することができ、使い勝手が良好になる。書
込み状態や消去状態のメモリセルの閾値電圧のばらつき
が少なくなり、メモリの信頼性が向上する。また、セン
スアンプやベリファイ電源回路それ自体の性能とは別の
点を改良してメモリセルの閾値電圧ばらつきを抑えるか
ら、センスアンプやベリファイ電源回路等に対してメモ
リセルの閾値電圧ばらつきを抑えるために考慮を払わな
くてもよくなり、設計の短縮化にも寄与する。更に、基
準温度と検出温度との温度差を用いることにより、相対
値による温度情報の操作が可能になり、演算処理が簡単
になる。
That is, since the verify voltage is changed in such a direction as to offset the variation of the threshold voltage of the memory cell which is to be changed depending on the temperature of the semiconductor device, the temperature dependency of the verify voltage itself and the verify operation Can be offset with the temperature dependence of other circuits related to the threshold voltage, thereby reducing or eliminating the temperature dependence of the threshold voltage in the write or erase state of the memory cell. Therefore, even if the writing is performed at a low temperature, the conventional problem that the depletion margin is significantly deteriorated can be solved. Further, the operation guarantee temperature range at the time of writing or erasing can be expanded, and the usability is improved. Variations in the threshold voltage of the memory cell in the written state or the erased state are reduced, and the reliability of the memory is improved. In addition, since the performance of the sense amplifier and the verify power supply circuit itself is improved to reduce the threshold voltage variation of the memory cell, the sense amplifier and the verify power supply circuit reduce the threshold voltage variation of the memory cell. It is not necessary to pay attention to the above, which contributes to shortening of the design. Further, by using the temperature difference between the reference temperature and the detected temperature, it is possible to operate the temperature information based on the relative value, thereby simplifying the arithmetic processing.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の一例であるマイクロ
コンピュータにおけるフラッシュメモリの書込みベリフ
ァイ電圧の生成に着目した部分の詳細な一例を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a detailed example of a portion focusing on generation of a write verify voltage of a flash memory in a microcomputer as an example of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置の一例であるマイクロ
コンピュータの全体的なブロック図である。
FIG. 2 is an overall block diagram of a microcomputer as an example of a semiconductor device according to the present invention.

【図3】データテーブルのトリミングデータ、ベリファ
イ電圧、刻み温度の関係を例示的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view exemplarily showing a relationship among trimming data, a verify voltage, and a notch temperature in a data table.

【図4】トリミングデータの演算手法を整理して示した
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a method of calculating trimming data.

【図5】書込みベリファイ電圧の補正制御とそれによる
メモリセルの閾値電圧との関係を温度をパラメータとし
て示した特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between correction control of a write verify voltage and a threshold voltage of a memory cell by the correction control using temperature as a parameter.

【図6】フラッシュメモリに対する書込み動作の一例を
示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a write operation to a flash memory.

【図7】フラッシュメモリに対する消去動作の一例を示
すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an erasing operation for a flash memory.

【図8】書込みベリファイ電圧の補正を専用演算回路で
行うようにしたマイクロコンピュータのブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram of a microcomputer in which a write verify voltage is corrected by a dedicated arithmetic circuit.

【図9】本発明に係る半導体装置の別の例であるフラッ
シュメモリのブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram of a flash memory as another example of the semiconductor device according to the present invention.

【図10】昇圧回路を用いた書込みベリファイ電圧生成
回路の一例を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a write verify voltage generation circuit using a booster circuit.

【図11】書き込み状態にされたメモリセルの閾値電圧
分布が温度依存性を有することを示す特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing that a threshold voltage distribution of a memory cell in a written state has temperature dependency.

【図12】メモリセルの閾値電圧分布に対する温度依存
性の原因を例示列挙した説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram exemplifying causes of temperature dependence on a threshold voltage distribution of a memory cell;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 温度センサ 9 A/D 10 CPU 11 RAM TBL データテーブル D0〜Dn トリミングデータ Tm 基準温度 Tn 計測温度 Tdif 温度差分情報 Tlst 最終温度情報 22 書込みベリファイ電圧発生回路 Vwvfy 書込みベリファイ電圧 30 フラッシュメモリ 33 マイクロコンピュータ 50 専用演算回路 51 フラッシュメモリ Reference Signs List 8 temperature sensor 9 A / D 10 CPU 11 RAM TBL data table D0 to Dn trimming data Tm reference temperature Tn measurement temperature Tdif temperature difference information Tlst final temperature information 22 write verify voltage generation circuit Vwvfy write verify voltage 30 flash memory 33 micro computer 50 Dedicated arithmetic circuit 51 Flash memory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気的に消去及び書き込み可能な不揮発
性メモリセルと、消去又は書き込みベリファイ電圧を形
成するベリファイ電圧発生回路とを有し、消去電圧又は
書き込み電圧を印加した後に消去ベリファイ電圧又は書
き込みベリファイ電圧を選択ワード線に印加して消去又
は書き込みベリファイ動作を行なう半導体装置におい
て、 半導体装置の温度を検出する温度検出手段と、前記ベリ
ファイ電圧発生回路で発生されるベリファイ電圧を前記
温度検出手段による検出温度に基づいて可変可能にする
制御手段とを設け、 前記制御手段は、半導体装置の温度に依存して変化しよ
うとするメモリセルの閾値電圧の変動分を相殺する方向
に前記ベリファイ電圧を変化させるものであることを特
徴とする半導体装置。
A nonvolatile memory cell capable of electrically erasing and writing, and a verify voltage generating circuit for forming an erase or write verify voltage, wherein an erase verify voltage or write is performed after an erase voltage or a write voltage is applied. In a semiconductor device which performs an erase or write verify operation by applying a verify voltage to a selected word line, a temperature detecting means for detecting a temperature of the semiconductor device, and a verify voltage generated by the verify voltage generating circuit is detected by the temperature detecting means. Control means for making the variable based on the detected temperature, wherein the control means changes the verify voltage in a direction to offset a variation in the threshold voltage of the memory cell which is likely to change depending on the temperature of the semiconductor device. A semiconductor device characterized by being made to cause.
【請求項2】 前記制御手段は、検出温度が低い程、書
き込みベリファイ電圧を高くするものであることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said control means increases the write verify voltage as the detected temperature is lower.
【請求項3】 所定温度範囲でベリファイ電圧を決定す
るための制御データが所定温度刻み毎に予め配置された
データテーブルの格納領域を有し、前記制御手段は、基
準温度と検出温度との温度差に基づいて、前記検出温度
におけるベリファイ電圧を得るための制御データを前記
データテーブルから参照し、参照された制御データを用
いてベリファイ電圧の制御を行なうものであることを特
徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
3. A storage area of a data table in which control data for determining a verify voltage in a predetermined temperature range is arranged in advance at predetermined temperature intervals, wherein said control means stores a temperature between a reference temperature and a detected temperature. 2. The control method according to claim 1, wherein control data for obtaining a verify voltage at the detected temperature is referenced from the data table based on the difference, and the verify voltage is controlled using the referenced control data. Or the semiconductor device according to 2.
【請求項4】 半導体装置固有のプロセスばらつきに起
因して生ずる基準温度でのベリファイ電圧に関する変動
を補償するプロセスばらつき補償データの格納領域を有
し、前記制御手段は、前記参照された制御データに前記
プロセスばらつき補償データを加算し、加算されたデー
タによってベリファイ電圧の制御を行なうものであるこ
とを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
4. A storage area for process variation compensation data for compensating a variation related to a verify voltage at a reference temperature caused by a process variation inherent to the semiconductor device, wherein the control means stores the process variation compensation data in the referenced control data. 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the process variation compensation data is added, and a verify voltage is controlled by the added data.
【請求項5】 前記制御手段は、中央処理装置と、その
動作プログラムを格納する記憶手段とであることを特徴
とする請求項1又は2記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said control means is a central processing unit and a storage means for storing an operation program thereof.
【請求項6】 前記制御手段は、専用の演算回路である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said control means is a dedicated arithmetic circuit.
【請求項7】 前記不揮発性メモリセルには4値以上の
多値のデータが格納されるものであることを特徴とする
請求項1乃至6の何れか1項記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the nonvolatile memory cell stores multi-valued data of four or more values.
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