JPH11306771A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

Info

Publication number
JPH11306771A
JPH11306771A JP11243098A JP11243098A JPH11306771A JP H11306771 A JPH11306771 A JP H11306771A JP 11243098 A JP11243098 A JP 11243098A JP 11243098 A JP11243098 A JP 11243098A JP H11306771 A JPH11306771 A JP H11306771A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
floating gate
cell
memory cell
read
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11243098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takano
洋 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP11243098A priority Critical patent/JPH11306771A/en
Publication of JPH11306771A publication Critical patent/JPH11306771A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • G11C11/5642Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • G11C11/5628Programming or writing circuits; Data input circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • G11C11/5628Programming or writing circuits; Data input circuits
    • G11C11/5635Erasing circuits

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure a sufficient margin in the operation for storing a multi- valued data in a memory cell and reading/writing the multi-valued data. SOLUTION: At the time of storing a three-valued data ('0', '1', '2') in a memory cell, a plurality of data values ('0', '1') are made to correspond each other in a same potential region where the cell current value Id is invariant for the variation of the floating gate potential Vfg. In the read out mode of these data values, bias voltage of a bit line connected with a memory cell to be read out is inverted and the Vfg-Id characteristic curve is shifted to plus side. The cell current value Id is varied in the region of the floating gate potential Vfg corresponding to the data values ('0', '1') and thereby these data values can be determined.

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】本発明は半導体メモリに係
り、詳しくはフラッシュEEPROM(ElectricalEras
able and Programmable Read Only Memory)におけるメ
モリデータの多値化技術に関する。
The present invention relates to a semiconductor memory, and more particularly, to a flash EEPROM (ElectricalEras).
The present invention relates to a technique for multi-valued memory data in an "able and programmable read only memory".

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、EEPROMとして、メモリチッ
プ全体で、あるいはメモリセルアレイを任意のブロック
に分けた各ブロック単位でデータの消去が可能なフラッ
シュEEPROMが注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to a flash EEPROM capable of erasing data in the entire memory chip or in each block obtained by dividing a memory cell array into arbitrary blocks.

【0003】一方、こうしたフラッシュEEPROMに
あっては、そのメモリ容量当たりのコスト低減等を図る
上で、メモリセルの記憶情報量を従来の1ビット(2
値)/セルから多ビット/セルと増加させる、すなわち
の単位メモリセル当たりに記憶させるデータ値を3値以
上に多値化する技術も知られている。この多値化に際し
ては、各データ値に対応させるメモリセルの浮遊ゲート
電位の範囲及び、その電位に対応した読み出し電流の範
囲に十分な余裕度(マージン)をいかに確保するかが、
記憶データの信頼性を高める上で重要なポイントとなっ
ている。
On the other hand, in such a flash EEPROM, the amount of information stored in a memory cell is reduced by one bit (2 bits) in order to reduce the cost per memory capacity.
There is also known a technique of increasing from (value) / cell to multiple bits / cell, that is, multiplying the data value stored per unit memory cell to three or more values. In this multi-level operation, how to secure a sufficient margin in the range of the floating gate potential of the memory cell corresponding to each data value and the range of the read current corresponding to the potential is determined by:
This is an important point in improving the reliability of stored data.

【0004】ここで、図16及び図17を参照して、従
来のメモリセルの多値化方法に関して説明する。図16
にスプリットゲート型メモリセルの断面構造を示す。、
同図16に示されるように、このメモリセル201にあ
っては、P型単結晶シリコン基板202上に同メモリセ
ル201のN型のソースSおよびドレインDが形成され
ている。また、これらソースSとドレインDとに挟まれ
たチャネルCH上に、第1の絶縁膜203を介して浮遊
ゲートFGが形成されている。この浮遊ゲートFG上に
は第2の絶縁膜204を介して制御ゲートCGが形成さ
れている。この制御ゲートCGの一部は、第1の絶縁膜
203を介してチャネルCH上に配置され、選択ゲート
205を構成している。
[0004] A conventional multi-level memory cell method will be described with reference to FIGS. 16 and 17. FIG.
2 shows a cross-sectional structure of a split gate memory cell. ,
As shown in FIG. 16, in the memory cell 201, an N-type source S and a drain D of the memory cell 201 are formed on a P-type single crystal silicon substrate 202. In addition, a floating gate FG is formed on a channel CH interposed between the source S and the drain D via a first insulating film 203. A control gate CG is formed on the floating gate FG via a second insulating film 204. A part of the control gate CG is arranged on the channel CH via the first insulating film 203, and forms a select gate 205.

【0005】また、図17は前記メモリセル201にお
ける浮遊ゲートFGの電位Vfgとセル電流値Idの特
性を示す。なお、セル電流値Idは、メモリセル201
の読み出し動作時において先の図16に示されるドレイ
ンDに所定バイアス電圧を印加して、そのとき同ドレイ
ンD−ソースS間を流れる電流の値であり、浮遊ゲート
電位VfgはそのときのソースSに対する浮遊ゲートF
Gの電位である。以下では、同図17に示されるような
浮遊ゲートFGの電位Vfgとセル電流値Idとの対応
を示す線図を、単にVfg−Id特性図と記す。
FIG. 17 shows the characteristics of the potential Vfg of the floating gate FG and the cell current value Id in the memory cell 201. Note that the cell current value Id is
At the time of the read operation, a predetermined bias voltage is applied to the drain D shown in FIG. 16 and the value of the current flowing between the drain D and the source S at that time, and the floating gate potential Vfg is the source S at that time. Floating gate F for
G potential. Hereinafter, a diagram showing the correspondence between the potential Vfg of the floating gate FG and the cell current value Id as shown in FIG. 17 is simply referred to as a Vfg-Id characteristic diagram.

【0006】さて、このようなメモリセル201にあっ
て、前記浮遊ゲート電位Vfgは、詳細には、書き込み
動作において浮遊ゲートFGに蓄積された電荷によって
生じる電位Vfgwと、読み出し動作時にドレインDか
らのカップリングによって生じる電位Vfgcとの和と
なる(Vfg=Vfgw+Vfgc)。ただし、読み出
し動作時において上記電位Vfgcは一定であるため、
前記セル電流値Idは書き込み動作時に決定される電位
Vfgwによって一義的に決定される。また、書き込み
動作時において、その書き込み時間を調整して浮遊ゲー
トFGの電荷量を制御することで上記電位Vfgwを制
御すれば、浮遊ゲート電位Vfgを制御することができ
る。その結果、読み出し時におけるセル電流値Idも任
意に設定することができる。
In such a memory cell 201, the floating gate potential Vfg is, in detail, a potential Vfgw generated by charges accumulated in the floating gate FG in a write operation and a potential Vfgw from a drain D in a read operation. The sum with the potential Vfgc generated by the coupling is obtained (Vfg = Vfgw + Vfgc). However, since the potential Vfgc is constant during the read operation,
The cell current value Id is uniquely determined by a potential Vfgw determined during a write operation. Further, at the time of the write operation, if the potential Vfgw is controlled by adjusting the write time and controlling the charge amount of the floating gate FG, the floating gate potential Vfg can be controlled. As a result, the cell current value Id at the time of reading can be arbitrarily set.

【0007】そして、通常、これら浮遊ゲート電位Vf
gとセル電流値Idとの関係は、図17に示されるよう
に、メモリセル201の閾値電圧Vth(=0.5V)
以上においては、浮遊ゲート電位Vfgが高いほどセル
電流値Idが増加するトランジスタ特性となっている。
また、浮遊ゲート電位Vfgが3.5Vを越える領域で
は、制御ゲートCGの直下のチャネルCHからなる定抵
抗の特性が支配的となり、セル電流値Idは飽和する。
したがって、読み出し動作時には、0.5V≦Vfg≦
3.5Vの領域でこのセル電流値Idがどのような値と
なっているかを検知することでメモリセル201に書き
込まれているデータ値を検出することができる。
Usually, these floating gate potentials Vf
As shown in FIG. 17, the relation between g and the cell current value Id is the threshold voltage Vth (= 0.5 V) of the memory cell 201.
In the above, the transistor characteristics are such that the higher the floating gate potential Vfg, the higher the cell current value Id.
In the region where the floating gate potential Vfg exceeds 3.5 V, the characteristic of the constant resistance composed of the channel CH immediately below the control gate CG becomes dominant, and the cell current value Id is saturated.
Therefore, at the time of the read operation, 0.5V ≦ Vfg ≦
The data value written in the memory cell 201 can be detected by detecting the value of the cell current value Id in the region of 3.5 V.

【0008】そこで、例えば図17に示すように、セル
電流値Idが40μA未満の領域をデータ値「11」、
40μA以上80μA未満の領域をデータ値「10」、
80μA以上120μA未満の領域をデータ値「0
1」、120μA以上の領域をデータ値「00」に、そ
れぞれ対応させるようにすれば、1個のメモリセル20
1に4値(=2ビット)のデータを記憶させることがで
き、且つ読み出すことができるようになる。
Therefore, as shown in FIG. 17, for example, an area where the cell current value Id is less than 40 μA is defined as a data value “11”.
The data value of “10” is defined as an area of 40 μA or more and less than 80 μA.
An area of 80 μA or more and less than 120 μA has a data value “0”.
1 "and the area of 120 μA or more correspond to the data value" 00 ", respectively.
One can store four-valued (= 2 bits) data and can read it out.

【0009】フラッシュEEPROMの多値化に際して
はこのように、Vfg−Id特性図において、浮遊ゲー
ト電位Vfgの変化に対するセル電流値Idの変化が大
きい領域のみが利用されることとなる。
When the flash EEPROM is multi-valued, only the region where the change in the cell current value Id with respect to the change in the floating gate potential Vfg is large in the Vfg-Id characteristic diagram is used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした多
値化に際しては、書き込み動作時の誤書き込みや読み出
し動作時の誤読み出しを防止するためには、多値の各デ
ータ値に対応する浮遊ゲート電位Vfgの範囲およびセ
ル電流値Idの範囲に十分なマージンを設けることが望
ましい。しかるに、先の図17に示されるように、従来
の多値化方法によると、多値化数の増大に伴なってこう
いったマージンが十分に確保できなくなるとともに、自
ずと多値化数にも限界が生じることとなる。ちなみに、
図17の例においては、各データ値に対応するセル電流
値Idの範囲は40μAであり、データ値「10」に対
応する浮遊ゲート電位Vfgの範囲は0.5V、データ
値「01」に対応する浮遊ゲート電位Vfgの範囲は1
Vとなっている。
In order to prevent erroneous writing at the time of writing operation and erroneous reading at the time of reading operation, the floating gate potential corresponding to each of the multi-valued data values is required. It is desirable to provide a sufficient margin in the range of Vfg and the range of the cell current value Id. However, as shown in FIG. 17, according to the conventional multi-valued method, such a margin cannot be sufficiently secured as the number of multi-valued values increases, and the multi-valued number naturally increases. Limits will arise. By the way,
In the example of FIG. 17, the range of the cell current value Id corresponding to each data value is 40 μA, the range of the floating gate potential Vfg corresponding to the data value “10” is 0.5 V, and the range of the floating gate potential Vfg corresponds to the data value “01”. The range of the floating gate potential Vfg is 1
V.

【0011】このマージン確保の問題は多値化が進むに
つれてより顕著となる。すなわち、8値化や16値化等
に際しては、4値化の場合に比べて、多値の各データ値
に対応する浮遊ゲート電位Vfgの範囲およびセル電流
値Idの範囲が狭くなる分だけ、同マージンの確保が更
に困難なものとなる。
The problem of securing a margin becomes more remarkable as the number of values increases. In other words, in the case of octalization or 16-valued conversion, the range of the floating gate potential Vfg and the range of the cell current value Id corresponding to each multi-valued data value are reduced as compared with the case of quaternary conversion, It is more difficult to secure the margin.

【0012】この発明は、このような実情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、メモリセルに多値のデー
タを記憶させ、その多値データの書き込み動作および読
み出し動作において十分なマージンを確保することが可
能な半導体メモリを提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to store multi-valued data in a memory cell and provide a sufficient margin in the writing and reading operations of the multi-valued data. It is to provide a semiconductor memory that can be secured.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の半導体メモリでは、メモリセル
に記憶されたデータの読み出し時、該メモリセルに接続
される一対のビット線に印加する電圧を動的に設定変更
することで、読み出し可能な浮遊ゲート電位の範囲を広
げることをその要旨とする。
In order to achieve the above object, in a semiconductor memory according to the present invention, when reading data stored in a memory cell, a pair of bit lines connected to the memory cell are read. The purpose is to extend the range of the readable floating gate potential by dynamically changing the setting of the voltage applied to the floating gate.

【0014】また、請求項2に記載の半導体メモリで
は、各々浮遊ゲート、制御ゲート、ソース、ドレインを
有するとともに、その接続される一対のビット線に印加
する電圧を動的に設定可能な構造を有する複数のメモリ
セルと、前記浮遊ゲートに蓄積される電荷の量を制御す
ることで前記各メモリセルに複数のデータを記憶させる
データ書き込み手段と、前記浮遊ゲート電位をメモリセ
ル毎に制御することで前記各メモリセルに記憶された複
数のデータを読み出すデータ読み出し手段と、を備える
ことをその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory having a structure having a floating gate, a control gate, a source, and a drain, and capable of dynamically setting a voltage applied to a pair of bit lines connected thereto. A plurality of memory cells, a data writing unit for storing a plurality of data in each of the memory cells by controlling an amount of charge stored in the floating gate, and controlling the floating gate potential for each memory cell. And data reading means for reading a plurality of data stored in each of the memory cells.

【0015】また、請求項3に記載の発明では、請求項
2に記載の半導体メモリにおいて、前記データ読み出し
手段は、前記浮遊ゲート電位をメモリセルの記憶データ
値に応じて変化させ、同浮遊ゲート電位とセル電流値と
の特性曲線をシフトさせることで、読み出し対象とする
浮遊ゲート電位の範囲を所望の領域へ移動させることに
より行うことをその要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to the second aspect, the data read means changes the floating gate potential in accordance with a storage data value of a memory cell. The gist of the present invention is to shift the characteristic curve between the potential and the cell current value to shift the range of the floating gate potential to be read to a desired region.

【0016】また、請求項4に記載の発明では、請求項
3に記載の半導体メモリにおいて、前記データ読み出し
手段は、前記浮遊ゲート電位とセル電流値との特性曲線
をシフトさせるにあたり、当該メモリセルのソース及び
ドレインに接続される各ビット線に印加するバイアス電
圧を各々交互に切り換えることをその要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to the third aspect, the data read means shifts a characteristic curve between the floating gate potential and a cell current value, and shifts a characteristic curve of the memory cell. The point is that the bias voltage applied to each bit line connected to the source and the drain of each of these is alternately switched.

【0017】また、請求項5に記載の発明では、請求項
4に記載の半導体メモリにおいて、前記データ読み出し
手段は、読み出し対象セルを境にその一方側の全てのビ
ット線を同読み出し対象セルに接続される一方のビット
線と同電位にバイアスするとともに、読み出し対象セル
を境にその他方側の全てのビット線を同読み出し対象セ
ルに接続される他方のビット線と同電位にバイアスする
ことをその要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to the fourth aspect, the data read means sets all bit lines on one side of the read target cell to the same read target cell. A bias is applied to the same potential as one of the connected bit lines, and all the bit lines on the other side are biased to the same potential as the other bit line connected to the same read target cell. This is the gist.

【0018】また、請求項6に記載の発明では、請求項
1〜5のいずれか1項に記載の半導体メモリにおいて、
前記メモリセルはスプリットゲート型セルであり、ドレ
インまたはソースと浮遊ゲートとの間の容量を介したカ
ップリングによって前記浮遊ゲート電位の制御を行うこ
とをその要旨とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to any one of the first to fifth aspects,
The memory cell is a split gate type cell, and the gist of the invention is to control the floating gate potential by coupling via a capacitance between a drain or a source and the floating gate.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる半導体メモ
リをフラッシュEEPROMに適用した一実施の形態
を、図1〜図14に基づき詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment in which a semiconductor memory according to the present invention is applied to a flash EEPROM will be described in detail with reference to FIGS.

【0020】図2(a)は、本実施の形態にかかるフラ
ッシュEEPROMのメモリセルアレイ110を示す一
部断面図である。同図2(a)に示されるメモリセル
(トランジスタ)1はいわゆるスプリットゲート型に属
し、ソース・ドレイン領域3、チャネル領域4、浮遊ゲ
ート電極5、制御ゲート電極7等を有して構成されてい
る。
FIG. 2A is a partial cross-sectional view showing a memory cell array 110 of a flash EEPROM according to the present embodiment. The memory cell (transistor) 1 shown in FIG. 2A belongs to a so-called split gate type and includes a source / drain region 3, a channel region 4, a floating gate electrode 5, a control gate electrode 7, and the like. I have.

【0021】ここでは、P型単結晶シリコン基板2上に
N型のソース・ドレイン領域3が形成されている。対称
構造のソース・ドレイン領域3に挟まれたチャネル領域
4上に、ゲート絶縁膜8を介して、浮遊ゲート電極5が
形成されている。浮遊ゲート電極5上にLOCOS法に
よって形成された絶縁膜9およびトンネル絶縁膜10を
介して制御ゲート電極7が形成されている。絶縁膜9に
より、各浮遊ゲート電極5の上部には突起部5aが形成
されている。また、制御ゲート電極7の一部は、各絶縁
膜8,10を介してチャネル領域4上に配置され、選択
ゲート7aを構成している。ここで、メモリセルアレイ
(トランジスタアレイ)110は、基板2上に形成され
た複数のメモリセル1によって構成されている。基板2
上の占有面積を小さく抑えることを目的に、隣合う各メ
モリセル1は、ソース・ドレイン領域3を共通にして配
置されている。
Here, an N-type source / drain region 3 is formed on a P-type single crystal silicon substrate 2. A floating gate electrode 5 is formed on a channel region 4 sandwiched between source / drain regions 3 having a symmetric structure with a gate insulating film 8 interposed therebetween. The control gate electrode 7 is formed on the floating gate electrode 5 via an insulating film 9 and a tunnel insulating film 10 formed by the LOCOS method. Due to the insulating film 9, a protrusion 5 a is formed above each floating gate electrode 5. Further, a part of the control gate electrode 7 is disposed on the channel region 4 via the respective insulating films 8 and 10, and forms a select gate 7a. Here, the memory cell array (transistor array) 110 includes a plurality of memory cells 1 formed on the substrate 2. Substrate 2
In order to reduce the occupied area on the upper side, each adjacent memory cell 1 is arranged so that the source / drain regions 3 are shared.

【0022】図2(b)は、メモリセルアレイ110の
一部平面図である。なお、図2(a)は、図2(b)に
おけるY−Y線断面図である。基板2上にはフィールド
絶縁膜6が形成され、そのフィールド絶縁膜6によって
各メモリセル1間の素子分離が行われている。
FIG. 2B is a partial plan view of the memory cell array 110. FIG. 2A is a sectional view taken along line YY in FIG. 2B. A field insulating film 6 is formed on the substrate 2, and element isolation between the memory cells 1 is performed by the field insulating film 6.

【0023】図2(b)の縦方向に配置された各メモリ
セル1のソース・ドレイン領域3は共通になっており、
そのソース・ドレイン領域3によってビット線が形成さ
れている。また、図2(b)の横方向に配置された各メ
モリセル1の制御ゲート電極7は共通になっており、そ
の制御ゲート電極7によってワード線が形成されてい
る。
The source / drain regions 3 of the respective memory cells 1 arranged in the vertical direction in FIG.
The source / drain region 3 forms a bit line. The control gate electrode 7 of each memory cell 1 arranged in the horizontal direction in FIG. 2B is common, and the control gate electrode 7 forms a word line.

【0024】図1に、上記メモリセル1を用いたフラッ
シュEEPROM101の全体構成を示す。メモリセル
アレイ110は、複数の上記メモリセル1がm×n個の
マトリックス状に配置されて構成されている。行方向に
配列された各メモリセル1の制御ゲート電極7により、
共通のワード線WL1 〜WLmが形成されている。ま
た、列方向に配列された各メモリセル1のソース・ドレ
イン領域3により、共通のビット線BL1 〜BLn+1 が
形成されている。ここでの各メモリセル1の接続構成
は、各メモリセル1のソースSが共通ソース接地線に接
続されない、いわゆる仮想接地型の構成となっている。
FIG. 1 shows the overall configuration of a flash EEPROM 101 using the above-mentioned memory cell 1. The memory cell array 110 is configured by arranging a plurality of the memory cells 1 in a matrix of m × n. By the control gate electrodes 7 of the memory cells 1 arranged in the row direction,
Common word lines WL1 to WLm are formed. Further, common bit lines BL1 to BLn + 1 are formed by the source / drain regions 3 of each memory cell 1 arranged in the column direction. The connection configuration of each memory cell 1 here is a so-called virtual ground type configuration in which the source S of each memory cell 1 is not connected to the common source ground line.

【0025】また、各ワード線WL1 〜WLmはロウデ
コーダ123に接続され、各ビット線BL1 〜BLn+1
はカラムデコーダ124に接続されている。外部から指
定されたロウアドレスおよびカラムアドレスは、アドレ
スパッド125に入力される。そのロウアドレスおよび
カラムアドレスは、アドレスパッド125からアドレス
ラッチ126へ転送される。そして、アドレスラッチ1
26でラッチされた各アドレスのうち、ロウアドレスは
アドレスバッファ127を介してロウデコーダ123へ
転送され、カラムアドレスはアドレスバッファ127を
介してカラムデコーダ124へ転送される。なお、アド
レスラッチ126は、適宜省略してもよい。
Each of the word lines WL1 to WLm is connected to a row decoder 123, and each of the bit lines BL1 to BLn + 1 is connected.
Are connected to the column decoder 124. The row address and the column address specified from the outside are input to the address pad 125. The row address and the column address are transferred from the address pad 125 to the address latch 126. And address latch 1
Among the addresses latched by 26, the row address is transferred to the row decoder 123 via the address buffer 127, and the column address is transferred to the column decoder 124 via the address buffer 127. Note that the address latch 126 may be omitted as appropriate.

【0026】ロウデコーダ123は、アドレスラッチ1
26でラッチされたロウアドレスに対応した1本のワー
ド線WL(例えば、WL2)を選択するとともに、各ワ
ード線WL1 〜WLmの電位を後記する各動作モードに
対応して制御する。すなわち、各ワード線WL1 〜WL
mの電位を制御することにより、各メモリセル1の制御
ゲート電極7の電位が制御される。
The row decoder 123 has an address latch 1
One word line WL (for example, WL2) corresponding to the row address latched at 26 is selected, and the potential of each of the word lines WL1 to WLm is controlled in accordance with each operation mode described later. That is, each of the word lines WL1 to WL
By controlling the potential of m, the potential of the control gate electrode 7 of each memory cell 1 is controlled.

【0027】一方、カラムデコーダ124は、アドレス
ラッチ126でラッチされたカラムアドレスに対応した
1本のビット線BL(例えば、BL3)を選択するとと
もに、各ビット線BL1 〜BLn+1 の電位を後記する各
動作モードに対応して制御する。つまり、各ビット線B
L1 〜BLn+1 の電位を制御することにより、各メモリ
セル1のソース・ドレイン領域3の電位が制御される。
On the other hand, the column decoder 124 selects one bit line BL (for example, BL3) corresponding to the column address latched by the address latch 126, and describes the potentials of the bit lines BL1 to BLn + 1 later. Is controlled in accordance with each operation mode. That is, each bit line B
By controlling the potentials of L1 to BLn + 1, the potentials of the source / drain regions 3 of each memory cell 1 are controlled.

【0028】外部から指定された入力データは、入出力
(I/O)パッド130a〜130cに入力される。本
実施の形態においては、各メモリセル1当たりの記憶デ
ータはそれぞれ3値(「0」,「1」,「2」)とし、
I/Oパッド130aに論理ハイレベルが入力されたと
きメモリセル1にデータ「0」が記憶され、同様にI/
Oパッド130bに論理ハイレベルが入力されたときメ
モリセル1にデータ「1」が記憶され、I/Oパッド1
30cに論理ハイレベルが入力されたときメモリセル1
にデータ「2」が記憶されるものとする。このI/Oパ
ッド130a〜130cに入力されたデータは、入出力
(I/O)ラッチ140a〜140cに入力されラッチ
される。そして入力データは、リード・ライトアンプ1
50を介してその入力データに応じた所定バイアス電圧
に変換されてカラムデコーダ124へ転送される。カラ
ムデコーダ124は、各ビット線BL1 〜BLn+1 のバ
イアス電位またはゼロ(0)Vへの切り換え制御を、そ
のデータに対応して後記するように制御する。
Input data specified externally is input to input / output (I / O) pads 130a to 130c. In the present embodiment, the storage data for each memory cell 1 has three values (“0”, “1”, “2”), respectively.
When a logic high level is input to the I / O pad 130a, data "0" is stored in the memory cell 1, and similarly,
When a logical high level is input to the O pad 130b, data "1" is stored in the memory cell 1, and the I / O pad 1
When a logical high level is input to 30c, memory cell 1
Is stored in the data "2". Data input to the I / O pads 130a to 130c is input to input / output (I / O) latches 140a to 140c and latched. The input data is read / write amplifier 1
The data is converted into a predetermined bias voltage corresponding to the input data via the data 50 and transferred to the column decoder 124. The column decoder 124 controls the switching of the bit lines BL1 to BLn + 1 to the bias potential or zero (0) V as described later in accordance with the data.

【0029】なお、上記した各回路(123〜127、
150)の動作はグローバル制御回路160によって制
御される。次に、前記リード・ライトアンプ150の構
成を図3を参照して説明する。
The above circuits (123 to 127,
The operation of 150) is controlled by the global control circuit 160. Next, the configuration of the read / write amplifier 150 will be described with reference to FIG.

【0030】図3に示されるようにリード・ライトアン
プ150は、2つの電流センスアンプ51(メモリセル
電流センスアンプ51a,レファレンスセル電流センス
アンプ51b)、比較アンプ52、書き込み電圧源5
3、レファレンスセル部54及びローカル制御回路55
等から構成されている。また、前記リファレンスセル部
54は、リファレンスセレクタ54a、リファレンス電
圧発生部54b、リファレンスセル54c等から構成さ
れている。なお、複数リファレンセル54cはそれぞ
れ、メモリセル1と同じ寸法構造で形成されている。
As shown in FIG. 3, the read / write amplifier 150 includes two current sense amplifiers 51 (a memory cell current sense amplifier 51a and a reference cell current sense amplifier 51b), a comparison amplifier 52, and a write voltage source 5
3. Reference cell unit 54 and local control circuit 55
And so on. The reference cell section 54 includes a reference selector 54a, a reference voltage generator 54b, a reference cell 54c, and the like. Each of the plurality of reference cells 54c has the same dimensional structure as the memory cell 1.

【0031】ここで、メモリセル電流センスアンプ51
a及びレファレンスセル電流センスアンプ51bは、そ
れぞれメモリセル1、レファレンスセル54cのセンス
電流を電圧に変換して比較アンプ52へ出力する。そし
て、比較アンプ52はこれら電圧値の差に基づいた判断
データ(論理ハイまたはロー)をI/Oラッチ140a
〜140cに出力する。なお、前記センスアンプ51a
及び51bは、例えばフィードバック型等の電流センス
アンプで周知のものである。また、メモリセル電流セン
スアンプ51aは、前記ローカル制御回路55の指令に
基づき、図示しない基準電圧発生回路に基づいた所定バ
イアス電圧をカラムデコーダ124を介してメモリセル
1に印加する。
Here, the memory cell current sense amplifier 51
a and the reference cell current sense amplifier 51b convert the sense currents of the memory cell 1 and the reference cell 54c to voltages and output the voltages to the comparison amplifier 52, respectively. Then, the comparison amplifier 52 outputs the judgment data (logic high or low) based on the difference between these voltage values to the I / O latch 140a.
To 140c. The sense amplifier 51a
And 51b are well-known current sense amplifiers of, for example, a feedback type. Further, the memory cell current sense amplifier 51a applies a predetermined bias voltage based on a reference voltage generating circuit (not shown) to the memory cell 1 via the column decoder 124 based on a command from the local control circuit 55.

【0032】また、リファレンスセル部54のリファレ
ンス電圧発生部54bは、読み出しモード時および書き
込みモードにおけるベリファイ読み出し動作時に複数の
基準電圧を生成し、その各基準電圧をそれぞれリファレ
ンスセル54cの浮遊ゲートFGに印加する。また、リ
ファレンスセレクタ54aは、ロウデコーダ123及び
カラムデコーダ124と同期して動作し、読み出しモー
ドまたは書き込みモードにおいて、いずれか1つのリフ
ァレンスセル54cを選択し、そのドレインまたはソー
スとリファレンスセル電流センスアンプ51bとを接続
する。
The reference voltage generating section 54b of the reference cell section 54 generates a plurality of reference voltages in the read mode and in the verify read operation in the write mode, and applies the respective reference voltages to the floating gate FG of the reference cell 54c. Apply. The reference selector 54a operates in synchronization with the row decoder 123 and the column decoder 124, selects one of the reference cells 54c in the read mode or the write mode, and connects its drain or source to the reference cell current sense amplifier 51b. And connect.

【0033】また、ローカル制御回路55は前記グロー
バル制御回路160の制御に基づき、上記リード・ライ
トアンプ150の各部の制御を行う。次に、このように
構成されるフラッシュEEPROM101の各動作モー
ド(消去動作、書き込み動作、読み出し動作)につい
て、図4〜図14を参照して説明する。なお、図5,図
7,図11,図13は図2(a)の要部だけを図示した
ものであり、図4,図6,図10,図12は図1の要部
だけを図示したものである。なお、図中の点線の楕円で
囲まれたメモリセル1Aに注目して、各動作モードを説
明する。
The local control circuit 55 controls each part of the read / write amplifier 150 based on the control of the global control circuit 160. Next, each operation mode (erase operation, write operation, read operation) of the flash EEPROM 101 thus configured will be described with reference to FIGS. FIGS. 5, 7, 11, and 13 show only the main parts of FIG. 2A, and FIGS. 4, 6, 10, and 12 show only the main parts of FIG. It was done. Each operation mode will be described, focusing on the memory cell 1A surrounded by a dotted ellipse in the figure.

【0034】(a)消去動作モード(図4〜図5を参
照) この消去動作モードにおいて、各メモリセル1に記憶さ
れたデータの消去は、ワード線単位で行われる。ここで
は、例えばワード線WL2に接続されたメモリセル1の
各浮遊ゲート電極5に記憶されたデータが消去される場
合について説明する。
(A) Erasing operation mode (see FIGS. 4 and 5) In this erasing operation mode, erasing of data stored in each memory cell 1 is performed in word line units. Here, a case will be described in which, for example, data stored in each floating gate electrode 5 of the memory cell 1 connected to the word line WL2 is erased.

【0035】このとき、図4に示されるように、全ての
ビット線BL1 〜BLn+1 の電位はカラムデコーダ12
4によって0Vとされるとともに、ワード線WL2の電
位はロウデコーダ123によって15Vとされる。ま
た、ワード線WL2以外の各ワード線(WL1 ,WL3
…WLm)の電位は、同じくロウデコーダ123によっ
て0Vにされる。
At this time, as shown in FIG. 4, the potentials of all bit lines BL1 to BLn + 1 are
4, and the potential of the word line WL2 is set to 15V by the row decoder 123. In addition, each word line (WL1, WL3 other than the word line WL2)
.. WLm) are similarly set to 0 V by the row decoder 123.

【0036】またこのとき、図5に示す各ソース・ドレ
イン領域3および基板2と各浮遊ゲート電極5との間の
静電容量と、制御ゲート電極7と各浮遊ゲート電極5の
間の静電容量とを比べると、前者の方が圧倒的に大き
い。つまり、各浮遊ゲート電極5は、各ソース・ドレイ
ン領域3および基板2と強くカップリングしている。そ
のため、制御ゲート電極7が15V、各ソース・ドレイ
ン領域3が0Vになっても、各浮遊ゲート電極5の電位
は0Vからあまり変化せず、制御ゲート電極7と各浮遊
ゲート電極5の電位差が大きくなり、制御ゲート電極7
と各浮遊ゲート電極5の間に高電界が生じる。
At this time, the capacitance between each source / drain region 3 and the substrate 2 shown in FIG. 5 and each floating gate electrode 5 and the capacitance between the control gate electrode 7 and each floating gate electrode 5 are set. Compared with the capacity, the former is overwhelmingly large. That is, each floating gate electrode 5 is strongly coupled to each source / drain region 3 and substrate 2. Therefore, even if the control gate electrode 7 becomes 15V and each source / drain region 3 becomes 0V, the potential of each floating gate electrode 5 does not change much from 0V, and the potential difference between the control gate electrode 7 and each floating gate electrode 5 becomes smaller. Control gate electrode 7
And a high electric field is generated between each floating gate electrode 5.

【0037】その結果、トンネル電流が流れ、図5の矢
印Dに示すように、各浮遊ゲート電極5中の電子が制御
ゲート電極7側へ引き抜かれて、各メモリセル1に記憶
されたデータの消去が行われる。このとき、各浮遊ゲー
ト電極5には突起部5aが形成されているため、各浮遊
ゲート電極5中の電子は突起部5aから飛び出して制御
ゲート電極7側へ移動する。従って、電子の移動が容易
になり、各浮遊ゲート電極5中の電子を効率的に引き抜
くことができる。
As a result, a tunnel current flows, and as shown by an arrow D in FIG. 5, electrons in each floating gate electrode 5 are extracted to the control gate electrode 7 side, and the data stored in each memory cell 1 Erasure is performed. At this time, since the projection 5a is formed on each floating gate electrode 5, the electrons in each floating gate electrode 5 jump out of the projection 5a and move to the control gate electrode 7 side. Therefore, the movement of the electrons is facilitated, and the electrons in each floating gate electrode 5 can be efficiently extracted.

【0038】なお、複数のワード線WL1 〜WLmを同
時に選択することにより、その各ワード線に接続されて
いる全てのメモリセル1に対して消去動作を行うことも
できる。このように、メモリセルアレイ110を複数組
のワード線WL1 〜WLm毎の任意のブロックに分けて
その各ブロック単位でデータの消去を行う消去動作は、
ブロック消去と呼ばれる。
By simultaneously selecting a plurality of word lines WL1 to WLm, an erasing operation can be performed on all the memory cells 1 connected to each word line. As described above, the erasing operation for dividing the memory cell array 110 into arbitrary blocks for each of a plurality of sets of word lines WL1 to WLm and erasing data in each block unit is as follows.
This is called block erase.

【0039】(b)書き込み動作モード(図6〜図9参
照) 書き込み動作モード時のバイアス条件を図6に示す。同
図6に示されるようにビット線BL3=12V、ビット
線BL4=0V、ワード線WL2=2Vとする。このと
き、図7に示されるビット線BL3に接続されたソース
・ドレイン領域3とメモリセル1Aの浮遊ゲート電極5
Aとの間の静電容量を介したカップリングにより、同浮
遊ゲート電極5Aの電位が12V近くまで持ち上げられ
る。そのためチャネル領域4と浮遊ゲート電極5Aとの
に高電界が生じ、チャネル領域4中の電子は加速されホ
ットエレクトロンとなり、同図7の矢印Cに示すよう
に、浮遊ゲート電極5Aに注入される。その結果、同浮
遊ゲート電極5Aの電位が下降し、書き込み動作が行わ
れる。
(B) Write operation mode (see FIGS. 6 to 9) FIG. 6 shows bias conditions in the write operation mode. As shown in FIG. 6, the bit line BL3 = 12V, the bit line BL4 = 0V, and the word line WL2 = 2V. At this time, the source / drain region 3 connected to the bit line BL3 and the floating gate electrode 5 of the memory cell 1A shown in FIG.
Due to the coupling between the floating gate electrode 5A and the floating gate electrode 5A, the potential of the floating gate electrode 5A is raised to near 12V. Therefore, a high electric field is generated between the channel region 4 and the floating gate electrode 5A, and the electrons in the channel region 4 are accelerated to become hot electrons, which are injected into the floating gate electrode 5A as shown by an arrow C in FIG. As a result, the potential of the floating gate electrode 5A decreases, and the writing operation is performed.

【0040】なお、本実施の形態における書き込み(記
憶)データの3値(「0」,「1」,「2」)と浮遊ゲ
ート電極5の電位Vfgの関係を図8(a)に示す。同
図8(a)に示されるように、−1.5V≦Vfg<0
Vをデータ「0」に、0V≦Vfg<1.5Vをデータ
「1」に、1.5V≦Vfgをデータ「2」にそれぞれ
対応させるものとする。また、データ「2」はメモリセ
ル1の消去状態に対応する。
FIG. 8A shows the relationship between the three values (“0”, “1”, “2”) of the write (stored) data and the potential Vfg of the floating gate electrode 5 in this embodiment. As shown in FIG. 8A, −1.5 V ≦ Vfg <0
It is assumed that V corresponds to data “0”, 0V ≦ Vfg <1.5V corresponds to data “1”, and 1.5V ≦ Vfg corresponds to data “2”. Data “2” corresponds to the erased state of memory cell 1.

【0041】以下、書き込み動作モードの処理手順を図
9に示すフローチャートを参照して説明する。なお、こ
の書き込み動作の前には前記消去動作が行われているこ
とを前提とする。また、これら書き込み動作の処理は前
記グローバル制御回路150及びローカル制御回路55
の制御に基づき行われる。
Hereinafter, the processing procedure in the write operation mode will be described with reference to the flowchart shown in FIG. It is assumed that the erasing operation is performed before the writing operation. The processing of these write operations is performed by the global control circuit 150 and the local control circuit 55.
It is performed based on the control of.

【0042】まず、ステップS1において、アドレスパ
ッド125を介してロウアドレスおよびカラムアドレス
が入力される。そして、ステップS2へ移行する。ステ
ップS2において、アドレスデコードが行われる。すな
わち、アドレスラッチ126でラッチされた各アドレス
のうち、ロウアドレスはロウデコーダ123へ転送さ
れ、カラムアドレスはカラムデコーダ124へ転送され
る。ロウデコーダ123は、そのロウアドレスに対応し
たワード線WL2を選択し、そのワード線WL2に2V
を供給し、それ以外のワード線WLl及びWL3〜WL
mの電位をグランドレベル(0V)にする。カラムデコ
ーダ124は、そのカラムアドレスに対応したビット線
BL3を選択し、その各ビット線BL3に12Vを供給
し、それ以外のビット線BL1,2を12Vとし、BL
4〜BLn+1 の電位をグランドレベルにする。そして、
ステップS3へ移行する。
First, in step S1, a row address and a column address are input via the address pad 125. Then, the process proceeds to step S2. In step S2, address decoding is performed. That is, of the addresses latched by the address latch 126, the row address is transferred to the row decoder 123, and the column address is transferred to the column decoder 124. The row decoder 123 selects the word line WL2 corresponding to the row address, and applies 2V to the word line WL2.
And other word lines WL1 and WL3 to WL3
The potential of m is set to the ground level (0 V). The column decoder 124 selects the bit line BL3 corresponding to the column address, supplies 12V to each bit line BL3, and sets the other bit lines BL1 and BL2 to 12V,
4 to BLn + 1 are set to the ground level. And
Move to step S3.

【0043】ステップS3においては、メモリセル1A
に記憶させるデータがI/Oパッド130a〜130c
に入力され、I/Oラッチ140a〜140cにそのデ
ータがラッチされる。そして、ステップS4へ移行す
る。
In step S3, memory cell 1A
Data to be stored in the I / O pads 130a to 130c
, And the data is latched by the I / O latches 140a to 140c. Then, control goes to a step S4.

【0044】ステップS4において、入力データのデー
タ値が「2」か否かの判別が行われ、入力データ値が
「2」でない場合はステップS5へ移行する。一方、入
力データ値が「2」の場合は書き込みモードが終了され
る。すなわち、書き込みモードに入る前に全てのメモリ
セル1は消去状態にされ、そのデータ値は「2」になっ
ているため、入力データが「2」の場合は、あえて書き
込み動作を行う必要はなく、そのまま書き込みモードを
終了する。
In step S4, it is determined whether or not the data value of the input data is "2". If the input data value is not "2", the flow shifts to step S5. On the other hand, when the input data value is “2”, the write mode is ended. That is, before entering the write mode, all the memory cells 1 are erased and their data values are "2". Therefore, when the input data is "2", it is not necessary to perform the write operation. Then, the write mode is ended as it is.

【0045】ステップS5において、入力データのデー
タ値が「1」か否かの判別が行われ、入力データ値が
「1」でない場合、すなわち入力データ値が「0」の場
合はステップS9へ移行する。一方、入力データ値が
「1」の場合はステップS6へ移行する。
In step S5, it is determined whether or not the data value of the input data is "1". If the input data value is not "1", that is, if the input data value is "0", the flow proceeds to step S9. I do. On the other hand, when the input data value is “1”, the process proceeds to step S6.

【0046】ステップS6において、書き込み動作が行
われる。すなわち、書き込み動作時、カラムデコーダ1
24によりビット線BL1〜BL3がリード・ライトア
ンプ150に接続され、その書き込み電圧源53により
それらビット線BL1〜BL3に12Vが印加される。
また、BL4〜BLn+1 の電位は、カラムデコーダ12
4によりグランドレベル(0V)と印加される。
In step S6, a write operation is performed. That is, during the write operation, the column decoder 1
24 connects the bit lines BL1 to BL3 to the read / write amplifier 150, and 12 V is applied to the bit lines BL1 to BL3 by the write voltage source 53.
In addition, the potentials of BL4 to BLn + 1 are
4 applies a ground level (0 V).

【0047】すると、メモリセル1Aの浮遊ゲート電位
Vfgはソース・ドレイン領域3(ビット線BL3)か
らのカップリングにより持ち上げられる。上述したよう
に、チャネル領域4中の電子は加速されてホットエレク
トロンとなり浮遊ゲート電極5へ注入され、書き込み動
作が行われる。なお、この書き込み動作は一定時間(数
百nsec〜数μsec )だけ行われる。そして、ステップS
7へ移行する。
Then, the floating gate potential Vfg of the memory cell 1A is raised by coupling from the source / drain region 3 (bit line BL3). As described above, electrons in the channel region 4 are accelerated to become hot electrons, which are injected into the floating gate electrode 5, and a write operation is performed. Note that this write operation is performed for a fixed time (several hundreds of nsec to several μsec). And step S
Move to 7.

【0048】ステップS7において、入力データ値が
「1」の場合における検証のための読み出し動作(ベリ
ファイ読み出し動作)が行われる。このとき、ベリファ
イ読み出し動作により前記図8(a)に示す「1」の領
域に入力データが制御される。具体的には、前記一定時
間の書き込み動作と、前記リファレンスセル54部の中
のバイアス条件refw(Vfg=0.75V)に対応
するリファレンスセル54cによる読み出し動作とを交
互に繰り返し行う。
In step S7, a read operation for verification (verify read operation) when the input data value is "1" is performed. At this time, the input data is controlled in the area “1” shown in FIG. 8A by the verify read operation. Specifically, the write operation for a certain period of time and the read operation by the reference cell 54c corresponding to the bias condition refw (Vfg = 0.75V) in the reference cell 54 are alternately repeated.

【0049】続いてステップS8において、書き込み動
作を終了するか否かの判定が行われる。それは、セル電
流Idとリファレンス電流Irefとの大小比較で行わ
れる。すなわち、セル電流Id<リファレンス電流Ir
efとなった時点で書き込み動作を終了し、浮遊ゲート
電圧Vfgを0.75V付近に制御する。一方、セル電
流Id>リファレンス電流Irefの場合は、ステップ
S6に戻りステップS6〜ステップS8を繰り返す。
Subsequently, in step S8, it is determined whether or not the writing operation is to be terminated. This is performed by comparing the cell current Id with the reference current Iref. That is, cell current Id <reference current Ir
At the point of time ef, the write operation is terminated, and the floating gate voltage Vfg is controlled to be around 0.75V. On the other hand, if the cell current Id> the reference current Iref, the process returns to step S6 and repeats steps S6 to S8.

【0050】またステップS9において、ステップS6
と同様に書き込み動作が行われる。但し、ステップS9
における書き込み動作は、メモリセル1Aにデータ
「0」の入力データが書き込まれるのに十分な時間だけ
行われる。そして、書き込みモードが終了される。
In step S9, step S6
A write operation is performed in the same manner as in the above. However, step S9
Is performed for a time sufficient for the input data of data "0" to be written to the memory cell 1A. Then, the write mode ends.

【0051】(c)読み出し動作(図10〜図14を参
照) 読み出しモード時のバイアス条件は、バイアス条件R1
及びバイアス条件R2の2種類があり、それぞれ図10
及び図12に示す。
(C) Read operation (see FIGS. 10 to 14) In the read mode, the bias condition is a bias condition R1.
10 and a bias condition R2.
And FIG.

【0052】まず、バイアス条件R1は、同図10に示
されるように、ビット線BL3=0V、ビット線BL4
=2V、ワード線WL2=3Vとする。このとき、図1
1に示されるように、浮遊ゲート電位Vfgに応じたセ
ル電流Idがチャネル領域4内を、ビット線BL4に接
続されたソース・ドレイン領域3からビット線BL3に
接続されたソース・ドレイン領域3に向かって流れる。
この時の浮遊ゲート電位Vfgとセル電流Idとの関
係、すなわち、Vfg−Id特性図が先の図8(a)に
示される。
First, as shown in FIG. 10, the bias condition R1 is such that the bit line BL3 = 0V and the bit line BL4
= 2V and word line WL2 = 3V. At this time, FIG.
As shown in FIG. 1, a cell current Id corresponding to the floating gate potential Vfg flows from the source / drain region 3 connected to the bit line BL4 to the source / drain region 3 connected to the bit line BL3 in the channel region 4. Flowing towards.
The relationship between the floating gate potential Vfg and the cell current Id at this time, that is, the Vfg-Id characteristic diagram is shown in FIG.

【0053】次にバイアス条件R2は、図12に示され
るように、ビット線BL3=2V、ビット線BL4=0
V、ワード線WL2=3Vとする。このとき、浮遊ゲー
ト電位Vfgに応じたセル電流Idがチャネル領域4内
を、前記バイアス条件R1の場合とは逆に、ビット線B
L3側からビット線BL4側に向かって流れる。この時
のVfg−Id特性図が先の図8(b)に示される。こ
のバイアス条件R2のバイアス時、浮遊ゲート電位Vf
gはビット線BL3(2V)に接続されたソース・ドレ
イン領域3からのカップリングを受けて上昇する。これ
は、カップリング比を100%と仮定すると、図8
(a)に示す点線楕円部が同図8(a)において2V右
側にシフトし、図8(b)に示す点線楕円部となること
とほぼ等価となる。
Next, as shown in FIG. 12, the bias condition R2 is such that the bit line BL3 = 2V and the bit line BL4 = 0.
V and the word line WL2 = 3V. At this time, the cell current Id according to the floating gate potential Vfg flows through the channel region 4 in the bit line B, contrary to the bias condition R1.
The current flows from the L3 side toward the bit line BL4 side. The Vfg-Id characteristic diagram at this time is shown in FIG. At the time of the bias under the bias condition R2, the floating gate potential Vf
g rises due to the coupling from the source / drain region 3 connected to the bit line BL3 (2V). This is shown in FIG. 8 assuming that the coupling ratio is 100%.
The dotted ellipse shown in FIG. 8A is shifted to the right by 2V in FIG. 8A, which is substantially equivalent to the dotted ellipse shown in FIG. 8B.

【0054】なお、このバイアス条件R1及びバイアス
条件R2の切り換えに際し、リード・ライトアンプ15
0(メモリセル電流センスアンプ51a)に接続されビ
ット線の切り換えは、例えばカラムデコーダ124内で
行われるものとする。
When the bias condition R1 and the bias condition R2 are switched, the read / write amplifier 15
0 (memory cell current sense amplifier 51a) and the switching of the bit line is performed in the column decoder 124, for example.

【0055】以下、読み出し動作モードの処理手順を図
14に示すフローチャートを参照して説明する。なお同
図14において、図9に示した書き込みモードのフロー
チャートと同じ処理についてはステップ番号を等しくし
てその説明を省略する。また、これら読み出し動作の処
理も前記グローバル制御回路160及びローカル制御回
路55の制御に基づき行われる。
Hereinafter, the processing procedure in the read operation mode will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 14, the same processes as those in the write mode flowchart shown in FIG. 9 have the same step numbers, and a description thereof will be omitted. The processing of these read operations is also performed based on the control of the global control circuit 160 and the local control circuit 55.

【0056】読み出し動作モードにおいて、まず図14
に示すステップS1に続いてステップS2の処理を行っ
た後に、ステップS10へ移行する。但し、ステップS
2において、ロウデコーダ123は、ロウアドレスに対
応したワード線WL2を選択し、同ワード線WL2に3
Vを供給し、それ以外のワード線WLl,WL3〜WL
mの電位をグランドレベルにする。
In the read operation mode, first, in FIG.
After performing the processing of step S2 following step S1 shown in (1), the process proceeds to step S10. However, step S
In 2, the row decoder 123 selects the word line WL2 corresponding to the row address, and assigns 3 to the word line WL2.
V, and the other word lines WL1, WL3 to WL
The potential of m is set to the ground level.

【0057】ステップS10においては、続くステップ
S11において読み出しデータが「2」であるか否か、
すなわち同データが「0または1」か「2」であるかの
判定を行うための前提として、前記バイアス条件R1が
設定される。ここで、前記バイアス条件R1に基づき、
ビット線BL3を0V、ビット線BL4を2Vとすれば
よいが、同じワード線WL2に接続されている他の非選
択セル1での貫通電流を防止するために、先の10図に
示されるように、ビット線BL3より左側に位置するビ
ット線BL1及びBL2もビット線BL3と同様に0V
とし、ビット線BL4より同右側に位置するビット線B
L5〜BLn+1 もビット線BL4と同様に2Vとされ
る。そのため、ビット線BL1〜BL3はカラムデコー
ダにより0Vとされ、ビット線BL4〜BLn+1 はカラ
ムデコーダ124によりリード・ライトアンプ150に
接続され2Vとされる。すなわち、ここでは、読み出し
対象セル(メモリセル1A)を境にその一方(左)側の
全てのビット線がメモリセル1Aに接続される一方のビ
ット線(ビットBL3)と同電位にバイアスされるとと
もに、メモリセル1Aを境にその他方(右)側の全ての
ビット線を同メモリセル1Aに接続される他方のビット
線(ビットBL4)と同電位にバイアスされる。
In step S10, in subsequent step S11, it is determined whether or not the read data is "2".
That is, the bias condition R1 is set as a precondition for determining whether the data is “0 or 1” or “2”. Here, based on the bias condition R1,
The bit line BL3 may be set to 0V and the bit line BL4 may be set to 2V. In order to prevent a through current in another unselected cell 1 connected to the same word line WL2, as shown in FIG. In addition, the bit lines BL1 and BL2 located on the left side of the bit line BL3 also have 0V like the bit line BL3.
And a bit line B located on the right side of the bit line BL4.
L5 to BLn + 1 are also set to 2V similarly to the bit line BL4. Therefore, the bit lines BL1 to BL3 are set to 0V by the column decoder, and the bit lines BL4 to BLn + 1 are connected to the read / write amplifier 150 by the column decoder 124 and set to 2V. That is, here, all the bit lines on the one (left) side of the read target cell (memory cell 1A) are biased to the same potential as one bit line (bit BL3) connected to the memory cell 1A. At the same time, all bit lines on the other (right) side of the memory cell 1A are biased to the same potential as the other bit line (bit BL4) connected to the memory cell 1A.

【0058】ここで、メモリセル電流センスアンプ51
aはビット線BL4〜BLn+1 を2Vにドライブすると
ともに、選択セル1Aに流れるセル電流Idをセル電圧
Vcellに変換し前記比較アンプ52に送る。一方、
リファレンス電流センスアンプ51bは、リファレンス
セレクタ54aにより接続されるリファレンスセル54
cに流れるセル電流Irefをリファレンスセル電圧V
refに変換し比較アンプ32に送る。なお、このリフ
ァレンスセル54cの浮遊ゲートFGには、リファレン
ス電圧発生部54bによって1.5Vが印加される。
Here, the memory cell current sense amplifier 51
a drives the bit lines BL4 to BLn + 1 to 2V, converts the cell current Id flowing through the selected cell 1A into a cell voltage Vcell, and sends the cell voltage Vcell to the comparison amplifier 52. on the other hand,
The reference current sense amplifier 51b is connected to a reference cell 54 connected by a reference selector 54a.
c, the cell current Iref flowing through the reference cell voltage V
The signal is converted to ref and sent to the comparison amplifier 32. Note that 1.5 V is applied to the floating gate FG of the reference cell 54c by the reference voltage generator 54b.

【0059】そして、比較アンプ52はこれらセル電圧
Vcellとリファレンスセル電圧Vrefとの大小を
比較し、読み出しデータを確定してI/Oラッチ140
a〜140cに送る。このステップS10においては、
上述したようにリファレンス部54のなかのバイアス条
件ref1(Vfgr=1.5V)とされたリファレン
スセル54cがリファレンスセレクタ54aにより選択
される。
Then, the comparison amplifier 52 compares the cell voltage Vcell with the reference cell voltage Vref to determine the read data, and determines the read data.
a to 140c. In this step S10,
As described above, the reference cell 54c with the bias condition ref1 (Vfgr = 1.5 V) in the reference unit 54 is selected by the reference selector 54a.

【0060】続くステップS11においては、読み出し
データが「2」であるか否かの判定が行われる。読み出
しデータが「2」でない場合、すなわち、読み出しデー
タが「0または1」の場合はステップS12へ移行す
る。一方、読み出しデータが「2」の場合は読み出しを
終了する。なお、この判定は、前記ステップS10に記
載した条件に基づく比較アンプ52の比較において、リ
ファレンスセル電圧Vref≦セル電圧Vcell(リ
ファレンスセル電流Iref≦セル電流Id)である場
合に読み出しデータが「2」と確定される。
In the following step S11, it is determined whether or not the read data is "2". If the read data is not “2”, that is, if the read data is “0 or 1”, the process proceeds to step S12. On the other hand, when the read data is “2”, the read ends. This determination is based on the comparison data of the comparison amplifier 52 based on the condition described in the step S10, and when the reference cell voltage Vref ≦ the cell voltage Vcell (reference cell current Iref ≦ cell current Id), the read data is “2”. Is determined.

【0061】ステップS12においては、続くステップ
S13において読み出しデータが「0」か「1」である
かの判定を行うための前提として、前記バイアス条件R
2が設定される。
In step S12, as a prerequisite for determining in step S13 whether the read data is "0" or "1", the bias condition R
2 is set.

【0062】すなわち、リファレンスセル電圧Vref
>セル電圧Vcell(リファレンスセル電流Iref
>セル電流Id)である場合には、引き続き読み出しデ
ータの「0または1」の判定をする必要がある。しかし
ながら、同「0または1」の判定レベルである浮遊ゲー
ト電位Vfg=0Vは、図8(a)に示されるように、
セル電流Id=0の領域にあり、前記バイアス条件R1
で読み出しデータが「0」か「1」かの判定を行うこと
は困難である。そこで、ここでは前記読み出しバイアス
条件R2により、浮遊ゲート電位Vfgを同図8(a)
において右方向(プラス側)にシフトさせ、データ
「0」及び「1」の判定レベルを図8(b)に示すVf
g−Id特性図のリニアな領域に移行させることによ
り、同データ「0」及び「1」の読み出しを行う。な
お、同図8(b)において、シフト前のVfg−Id特
性図を点線にて示す。
That is, the reference cell voltage Vref
> Cell voltage Vcell (reference cell current Iref
> Cell current Id), it is necessary to continuously determine whether the read data is “0” or “1”. However, as shown in FIG. 8A, the floating gate potential Vfg = 0V, which is the determination level of “0 or 1”,
In the region where the cell current Id = 0, the bias condition R1
It is difficult to determine whether the read data is "0" or "1". Therefore, here, the floating gate potential Vfg is changed according to the read bias condition R2 as shown in FIG.
At the right side (plus side), the determination levels of the data “0” and “1” are set to Vf shown in FIG.
By shifting to the linear region of the g-Id characteristic diagram, the same data “0” and “1” are read. In FIG. 8B, a Vfg-Id characteristic diagram before shifting is indicated by a dotted line.

【0063】ここで、読み出しバイアス条件R2は、上
述したように、選択セル1Aに対して前記読み出しバイ
アス条件R1を図10において左右反転させたものであ
る。すなわち、図12に示されるように、ビット線BL
1〜BL3はカラムデコーダ124によりリード・ライ
トアンプ150に接続され2Vとされ、ビット線BL4
〜BLn+1 はカラムデコーダにより0Vとされる。そし
て、リファレンス部54のなかのバイアス条件ref2
(Vrfg=2V)に対応するリファレンスセル54c
との比較により、データの読み出し及び判定が行われ
る。
Here, as described above, the read bias condition R2 is obtained by inverting the read bias condition R1 for the selected cell 1A in FIG. That is, as shown in FIG.
1 to BL3 are connected to the read / write amplifier 150 by the column decoder 124 and set to 2 V, and the bit line BL4
BLn + 1 is set to 0 V by the column decoder. The bias condition ref2 in the reference unit 54
Reference cell 54c corresponding to (Vrfg = 2V)
Is read and the data is determined.

【0064】ステップS13において、読み出しデータ
が「0」か「1」であるかの判定が行われる。なお、前
記ステップS12の条件下において、比較アンプ52の
比較によってリファレンスセル電圧Vref≦セル電圧
Vcell(リファレンスセル電流Iref≦セル電流
Id)である場合、図8(b)に示されるように、読み
出しデータが「1」と確定される。一方、リファレンス
セル電圧Vref>セル電圧Vcellである場合に読
み出しデータが「0」と確定される。すなわち、本実施
の形態においては、読み出しモード時,ビット線対BL
3,BL4のバイアス条件を左右反転(動的に設定変
更)して、読み出し可能な浮遊ゲート電位Vfgの範囲
を広げている。
In step S13, it is determined whether the read data is "0" or "1". Under the condition of step S12, if the reference cell voltage Vref ≦ the cell voltage Vcell (the reference cell current Iref ≦ the cell current Id) by the comparison of the comparison amplifier 52, as shown in FIG. The data is determined to be "1". On the other hand, when the reference cell voltage Vref> the cell voltage Vcell, the read data is determined to be “0”. That is, in the present embodiment, in the read mode, the bit line pair BL
3, the bias condition of BL4 is reversed left and right (dynamic setting change) to widen the range of the readable floating gate potential Vfg.

【0065】これら読み出し結果は、ステップS11を
含め、I/Oラッチ140a〜140cに格納され、読
み出しデータが「0」のときはI/Oパッド150a
に、同「1」のときはI/Oパッド150bに、同
「2」のときはI/Oパッド150cにそれぞれ論理ハ
イレベルとして出力される。そして、読み出しモードが
終了される。
These read results, including the step S11, are stored in the I / O latches 140a to 140c. When the read data is "0", the I / O pad 150a
When the signal is "1", the signal is output to the I / O pad 150b, and when the signal is "2", the signal is output to the I / O pad 150c as a logical high level. Then, the read mode ends.

【0066】以上説明したように、本実施の形態の半導
体メモリによれば、以下の作用および効果を得ることが
できる。 (1)浮遊ゲート電位Vfgの変化に対してセル電流値
Idが変化しない領域(浮遊ゲート電位Vfgが閾値電
圧Vth以下の領域)についても、複数のデータ値
(「0」及び「1」)を対応させることができる。つま
り、多値化に際して、浮遊ゲート電位Vfgの変化に対
してセル電流値Idが変化しない領域についても利用す
ることができる。そして、各データ値に対応する浮遊ゲ
ート電位Vfgの範囲を1.5Vと、従来の形態に比べ
て広くすることができる。
As described above, according to the semiconductor memory of the present embodiment, the following operations and effects can be obtained. (1) Even in a region where the cell current value Id does not change in response to a change in the floating gate potential Vfg (a region where the floating gate potential Vfg is equal to or lower than the threshold voltage Vth), a plurality of data values (“0” and “1”) are set. Can correspond. That is, when multi-leveling is performed, it is possible to use a region where the cell current value Id does not change with respect to the change in the floating gate potential Vfg. Then, the range of the floating gate potential Vfg corresponding to each data value can be increased to 1.5 V as compared with the conventional embodiment.

【0067】(2)上記(1)により、書き込み動作に
おいて、浮遊ゲート電位Vfgを正確に設定するのに十
分なマージンをとることが可能になる。その結果、誤書
き込みを確実に防止することができる。
(2) According to the above (1), it is possible to take a sufficient margin for accurately setting the floating gate potential Vfg in the write operation. As a result, erroneous writing can be reliably prevented.

【0068】(3)読み出しモードにおいて、読み出し
メモリセル1に接続される1対のビット線のバイアス電
圧を反転させて、Vfg−Id特性図をプラス側にシフ
トさせる。そのとき、浮遊ゲート電位Vfgの変化に対
してセル電流値Idが変化しない領域に設定された複数
の記憶データを判別することができる。
(3) In the read mode, the bias voltage of a pair of bit lines connected to the read memory cell 1 is inverted to shift the Vfg-Id characteristic diagram to the plus side. At this time, it is possible to determine a plurality of stored data set in a region where the cell current value Id does not change with respect to the change in the floating gate potential Vfg.

【0069】(4)上記(3)により、読み出し動作に
おいて、セル電流値Idを正確に読み出すのに十分なマ
ージンをとることが可能になる。その結果、誤読み出し
を確実に防止することができる。
(4) According to the above (3), it is possible to provide a sufficient margin for accurately reading the cell current value Id in the read operation. As a result, erroneous reading can be reliably prevented.

【0070】(5)読み出しモードにおいて、読み出し
メモリセル1に接続される1対のビット線のバイアス電
圧を反転させる際、カラムデコーダ124内において、
リード・ライトアンプ150(メモリセル電流センスア
ンプ51a)に接続されたビット線の切り換えが行われ
る。そのため、ビット線のバイアス電圧の変更、すなわ
ち読み出し時のメモリセル1のバイアス電圧の変更に際
して全く同一のメモリセル電流センスアンプを共有で
き、メモリセル電流センスアンプ51aの数を増加させ
る必要がない。
(5) In the read mode, when inverting the bias voltage of a pair of bit lines connected to the read memory cell 1, the column decoder 124
The bit line connected to the read / write amplifier 150 (memory cell current sense amplifier 51a) is switched. Therefore, when changing the bias voltage of the bit line, that is, changing the bias voltage of the memory cell 1 at the time of reading, the same memory cell current sense amplifier can be shared, and it is not necessary to increase the number of the memory cell current sense amplifiers 51a.

【0071】なお、本発明の実施の形態は、以下のよう
に変更してもよい。 ・ 前記実施の形態においては、読み出しモード時にお
けるビット線バイアス条件R1及びその反転バイアス条
件R2を、それぞれ(2V−0V)、(0V−2V)と
したがこれに限定されず、これを、例えばそれぞれ(3
V−0V)、(0V−3V)としてもよい。そのとき先
の図8(b)に示したVfg−Id特性図は、右方向に
シフトするとともに、スプリットゲート型のメモリセル
の特性により、Vthより高いVfg領域において上方
向にもシフトする。このとき、所定浮遊ゲート電位Vf
g幅に対する読み出しセル電流Idの変化量はバイアス
条件(2V−0V)、(0V−2V)に比べて大きくな
り、記憶データに対する読み出しセル電流Idのマージ
ンを増加させることができる。
The embodiment of the present invention may be modified as follows. In the above embodiment, the bit line bias condition R1 and the inversion bias condition R2 in the read mode are (2V-0V) and (0V-2V), respectively. However, the present invention is not limited to this. Each (3
V-0V) and (0V-3V). At that time, the Vfg-Id characteristic diagram shown in FIG. 8B shifts rightward and shifts upward in the Vfg region higher than Vth due to the characteristics of the split gate type memory cell. At this time, the predetermined floating gate potential Vf
The amount of change of the read cell current Id with respect to the g width is larger than the bias conditions (2V-0V) and (0V-2V), and the margin of the read cell current Id with respect to storage data can be increased.

【0072】また、上記「(2V−0V)、(0V−2
V)」や「(3V−0V)、(0V−3V)」のように
ビット線バイアス条件R1及びその反転バイアス条件R
2とが反転関係にあるもの以外にも、例えば「(2V−
0V)、(0V−3V)」のようなバイアス関係であっ
ても良い。・ 前記実施の形態においては、各メモリセ
ル1当たりの記憶データはそれぞれ3値(「0」,
「1」,「2」)とする例を示したがこれに限定されな
い。例えば、図15(a)に示されるように、記憶デー
タを4値(「0」,「1」,「2」,「3」)に設定し
て、その読み出し時、図15(b)示されるように、V
fg−Id特性図を右方向に2Vシフトさせて記憶デー
タを読み出すようにしてもよい。この場合、例えば、ま
ず閾値電圧Vth(0.5V)においてデータ
(「0」,「1」)とデータ(「2」,「3」)とに判
別し、続いて浮遊ゲート電位Vfg=2Vにおいてデー
タ「2」とデータ「3」との判別をする。そして、Vf
g−Id特性図を右方向に2Vシフトさせて、データ
「0」とデータ「1」との判別をするようにする。
In addition, "(2V-0V), (0V-2
V) "and" (3V-0V), (0V-3V) ", the bit line bias condition R1 and its inversion bias condition R1.
2 has an inversion relationship, for example, “(2V−
0V) and (0V-3V). In the above embodiment, the storage data per memory cell is ternary (“0”,
Although an example of “1”, “2”) is shown, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 15A, the storage data is set to four values (“0”, “1”, “2”, “3”), and at the time of reading, the data shown in FIG. V
The stored data may be read by shifting the fg-Id characteristic diagram by 2 V to the right. In this case, for example, first, at the threshold voltage Vth (0.5 V), data (“0”, “1”) and data (“2”, “3”) are determined, and then, at the floating gate potential Vfg = 2 V, A determination is made between data "2" and data "3". And Vf
The g-Id characteristic diagram is shifted to the right by 2 V so that data "0" and data "1" are discriminated.

【0073】すなわち、多値化が進むと、多値の各デー
タ値に対応する浮遊ゲート電位Vfgの範囲およびセル
電流値Idの範囲が狭くなる分だけ、マージンの確保が
難しくなる。従って、上記実施の形態において1個のメ
モリセルに3値以上のデータを記憶させた場合、2値
(1ビット)のデータを記憶させる場合に比べて、本発
明の効果がさらに如実にあらわれることになる。
That is, as the number of values increases, it becomes more difficult to secure a margin as the range of the floating gate potential Vfg and the range of the cell current value Id corresponding to each of the multivalued data values become narrower. Therefore, the effect of the present invention is more apparent when storing three or more values of data in one memory cell in the above embodiment than when storing two-value (one bit) data. become.

【0074】・ 前記実施の形態においては、スプリッ
トゲート型のメモリセル1によって構成されるフラッシ
ュEEPROMの例を示したが、これに限定されない。
例えば、スプリットゲート型のメモリセル1によって構
成されるEEPROMに適用されるものであってもよ
い。また、メモリセルもスプリットゲート型に限定され
ず、例えば、スタックトゲート型のメモリセルであって
もよい。
In the above embodiment, the example of the flash EEPROM constituted by the split gate type memory cells 1 has been described, but the present invention is not limited to this.
For example, the present invention may be applied to an EEPROM including the split gate type memory cells 1. Further, the memory cell is not limited to the split gate type, and may be, for example, a stacked gate type memory cell.

【0075】・ 前記実施の形態においては、Vfg−
Id特性図を右にシフトさせて、多値化させる例を示し
たが、同Vfg−Id特性図を左右にシフトさせて多値
化するようにしてもよい。
In the above embodiment, Vfg−
Although the example in which the Id characteristic diagram is shifted to the right and multi-valued is shown, the Vfg-Id characteristic diagram may be shifted left and right to be multi-valued.

【0076】[0076]

【発明の効果】請求項1〜6のいずれか1項に記載の発
明によれば、メモリセルに多値のデータを記憶させ、そ
の多値データの書き込み動作および読み出し動作におい
て十分なマージンを確保することが可能な半導体メモリ
を提供することができる。
According to the invention as set forth in any one of the first to sixth aspects, a multi-level data is stored in a memory cell, and a sufficient margin is secured in a write operation and a read operation of the multi-level data. And a semiconductor memory capable of performing such operations.

【0077】請求項3〜6のいずれか1項に記載の発明
によれば、書き込み動作に利用できる浮遊ゲート電位の
範囲が拡大され、多値化数及び書き込み動作におけるマ
ージンをさらに増大させることができる。
According to the invention described in any one of claims 3 to 6, the range of the floating gate potential that can be used for the write operation is expanded, and the number of levels and the margin in the write operation can be further increased. it can.

【0078】請求項4に記載の発明によれば、データの
読み出しにかかるセンスアンプの数を増加させることな
くデータ値の多値化が可能となる。請求項5に記載の発
明によれば、データの読み出しに際し、非選択セルでの
貫通電流を防止できる。
According to the fourth aspect of the present invention, multi-valued data values can be achieved without increasing the number of sense amplifiers for reading data. According to the invention described in claim 5, it is possible to prevent a through current in an unselected cell when reading data.

【0079】請求項6に記載の発明によれば、スプリッ
トゲート型セルの半導体メモリにおいて、データ値の多
値化が好適に可能となる。
According to the sixth aspect of the present invention, in the semiconductor memory of the split gate type cell, multi-valued data values can be suitably achieved.

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

【図1】本実施の形態にかかるフラッシュEEPROM
のブロック回路図。
FIG. 1 is a flash EEPROM according to an embodiment;
FIG.

【図2】同じくそのセル構造を説明するための部分断面
図及び平面図。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view and a plan view for explaining the cell structure.

【図3】リード・ライトアンプの概略ブロック回路図。FIG. 3 is a schematic block circuit diagram of a read / write amplifier.

【図4】消去モードのセルバイアスを説明するための説
明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a cell bias in an erase mode.

【図5】同じく消去モードのセル動作を説明するための
説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a cell operation in the erase mode.

【図6】書き込みモードのセルバイアスを説明するため
の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a cell bias in a write mode.

【図7】同じく書き込みモードのセル動作を説明するた
めの説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a cell operation in the write mode.

【図8】セル電流と浮遊ゲート電位との関係を示す線
図。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a cell current and a floating gate potential.

【図9】書き込みモードの処理手順を示すフローチャー
ト。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure in a writing mode.

【図10】読み出しモードのセルバイアスを説明するた
めの説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a cell bias in a read mode.

【図11】同じく読み出しモードのセル動作を説明する
ための説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a cell operation in a read mode.

【図12】同じく読み出しモードのセルバイアスを説明
するための説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a cell bias in a read mode.

【図13】同じく読み出しモードのセル動作を説明する
ための説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a cell operation in a read mode.

【図14】読み出しモードの処理手順を示すフローチャ
ート。
FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure in a read mode.

【図15】他の実施の形態におけるセル電流と浮遊ゲー
ト電位との関係を示す線図。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a cell current and a floating gate potential in another embodiment.

【図16】従来の形態のセル動作を説明するための説明
図。
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a cell operation in a conventional mode.

【図17】従来のセル電流と浮遊ゲート電位との関係を
示す線図。
FIG. 17 is a diagram showing a relationship between a conventional cell current and a floating gate potential.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセル 3…ソース・ドレイン領域 5…浮遊ゲート 7…制御ゲート 150…読み出し及び書き込み手段を構成するリードラ
イトアンプ 160…読み出し及び書き込み手段を構成するグローバ
ル制御回路 123…読み出し及び書き込み手段を構成するロウデコ
ーダ 124…読み出し及び書き込み手段を構成するカラムデ
コーダ BL1〜BLn+1 …ビット線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell 3 ... Source / drain area 5 ... Floating gate 7 ... Control gate 150 ... Read / write amplifier which comprises reading and writing means 160 ... Global control circuit which comprises reading and writing means 123 ... It comprises reading and writing means Row decoders 124... Column decoders BL1 to BLn + 1... Bit lines constituting reading and writing means

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メモリセルに記憶されたデータの読み出し
時、該メモリセルに接続される一対のビット線に印加す
る電圧を動的に設定変更することで、読み出し可能な浮
遊ゲート電位の範囲を広げる半導体メモリ。
When reading data stored in a memory cell, a voltage applied to a pair of bit lines connected to the memory cell is dynamically changed to set a range of a readable floating gate potential. Expanding semiconductor memory.
【請求項2】各々浮遊ゲート、制御ゲート、ソース、ド
レインを有するとともに、その接続される一対のビット
線に印加する電圧を動的に設定可能な構造を有する複数
のメモリセルと、 前記浮遊ゲートに蓄積される電荷の量を制御することで
前記各メモリセルに複数のデータを記憶させるデータ書
き込み手段と、 前記浮遊ゲート電位をメモリセル毎に制御することで前
記各メモリセルに記憶された複数のデータを読み出すデ
ータ読み出し手段と、 を備える半導体メモリ。
2. A plurality of memory cells each having a floating gate, a control gate, a source and a drain, and having a structure capable of dynamically setting a voltage applied to a pair of bit lines connected thereto, and the floating gate. A data writing unit that stores a plurality of data in each of the memory cells by controlling an amount of charge stored in the memory cell; and a plurality of data that is stored in each of the memory cells by controlling the floating gate potential for each memory cell. And a data reading means for reading the data.
【請求項3】請求項2に記載の半導体メモリにおいて、 前記データ読み出し手段は、前記浮遊ゲート電位をメモ
リセルの記憶データ値に応じて変化させ、同浮遊ゲート
電位とセル電流値との特性曲線をシフトさせることで、
読み出し対象とする浮遊ゲート電位の範囲を所望の領域
へ移動させる半導体メモリ。
3. The semiconductor memory according to claim 2, wherein said data read means changes said floating gate potential according to a storage data value of a memory cell, and a characteristic curve between said floating gate potential and a cell current value. By shifting
A semiconductor memory in which the range of the floating gate potential to be read is moved to a desired region.
【請求項4】請求項3に記載の半導体メモリにおいて、 前記データ読み出し手段は、前記浮遊ゲート電位とセル
電流値との特性曲線をシフトさせるにあたり、当該メモ
リセルのソース及びドレインに接続される各ビット線に
印加するバイアス電圧を各々交互に切り換える半導体メ
モリ。
4. The semiconductor memory according to claim 3, wherein said data read means shifts a characteristic curve between said floating gate potential and a cell current value, said data read means being connected to a source and a drain of said memory cell. A semiconductor memory that alternately switches bias voltages applied to bit lines.
【請求項5】請求項4に記載の半導体メモリにおいて、 前記データ読み出し手段は、読み出し対象セルを境にそ
の一方側の全てのビット線を同読み出し対象セルに接続
される一方のビット線と同電位にバイアスするととも
に、読み出し対象セルを境にその他方側の全てのビット
線を同読み出し対象セルに接続される他方のビット線と
同電位にバイアスする半導体メモリ。
5. The semiconductor memory according to claim 4, wherein said data read means sets all bit lines on one side of the read target cell as the same as one bit line connected to the read target cell. A semiconductor memory which is biased to a potential and biases all bit lines on the other side to the same potential as the other bit line connected to the read target cell with the read target cell as a boundary.
【請求項6】請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導
体メモリにおいて、 前記メモリセルはスプリットゲート型セルであり、ドレ
インまたはソースと浮遊ゲートとの間の容量を介したカ
ップリングによって前記浮遊ゲート電位の制御を行う半
導体メモリ。
6. The semiconductor memory according to claim 1, wherein said memory cell is a split gate type cell, and is coupled by a coupling between a drain or a source and a floating gate via a capacitance. A semiconductor memory for controlling the floating gate potential.
JP11243098A 1998-04-22 1998-04-22 Semiconductor memory Pending JPH11306771A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11243098A JPH11306771A (en) 1998-04-22 1998-04-22 Semiconductor memory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11243098A JPH11306771A (en) 1998-04-22 1998-04-22 Semiconductor memory

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11306771A true JPH11306771A (en) 1999-11-05

Family

ID=14586452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11243098A Pending JPH11306771A (en) 1998-04-22 1998-04-22 Semiconductor memory

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11306771A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004079746A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-16 Fujitsu Limited Non-volatile semiconductor storage device
KR100688494B1 (en) 2003-07-10 2007-03-02 삼성전자주식회사 Flash memory device
JP2007128628A (en) * 2005-11-07 2007-05-24 Sharp Corp Charge injection method and writing method to memory cell
US8605510B2 (en) 2010-02-03 2013-12-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and method of verifying the same including a compensated erase verify voltage
JP5941577B1 (en) * 2015-05-11 2016-06-29 力晶科技股▲ふん▼有限公司 Semiconductor memory device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004079746A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-16 Fujitsu Limited Non-volatile semiconductor storage device
US7307885B2 (en) 2003-03-04 2007-12-11 Fujitsu Limited Multi-value nonvolatile semiconductor memory device equipped with reference cell and load balancing circuit
KR100688494B1 (en) 2003-07-10 2007-03-02 삼성전자주식회사 Flash memory device
JP2007128628A (en) * 2005-11-07 2007-05-24 Sharp Corp Charge injection method and writing method to memory cell
US8605510B2 (en) 2010-02-03 2013-12-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and method of verifying the same including a compensated erase verify voltage
US9196372B2 (en) 2010-02-03 2015-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and a method of verifying the same
JP5941577B1 (en) * 2015-05-11 2016-06-29 力晶科技股▲ふん▼有限公司 Semiconductor memory device
JP2016212938A (en) * 2015-05-11 2016-12-15 力晶科技股▲ふん▼有限公司 Semiconductor storage device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100935948B1 (en) Algorithm dynamic reference programming
US7095657B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device capable of realizing optimized erasing operation in a memory array
US6912160B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
KR100388179B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP4084922B2 (en) Non-volatile memory device writing method
US8139420B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
KR100374522B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device capable of reducing memory array area
JP2000222893A (en) Method for writing information into nonvolatile semiconductor memory
US5982662A (en) Semiconductor memory device with improved read characteristics for data having multi values
US6839279B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3662725B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device capable of simultaneously performing single bit cell and large bit cell operations
JP3204119B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory and data writing method thereof
JP2000236031A (en) Nonvolatile semiconductor memory
JP2013118028A (en) Semiconductor memory device
KR100757290B1 (en) Non-volatile memory and write method thereof
JP2002279788A (en) Non-volatile semiconductor memory
JPH11134879A (en) Nonvolatile semiconductor storage device
US5253210A (en) Paritioned bit line structure of EEPROM and method of reading data therefrom
JPH11306771A (en) Semiconductor memory
JP2000021185A (en) Method for writing to nonvolatile semiconductor memory
JPH0766304A (en) Semiconductor storage device
JP3454661B2 (en) Non-volatile semiconductor memory
JP2007102900A (en) Semiconductor device
KR100486444B1 (en) Semiconductor memory device
KR20030076433A (en) Semiconductor memory

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040106