JPH113597A - Non-volatile semiconductor memory, verifying method for writing data to non-volatile semiconductor, memory, and writing method for data to non-volatile semiconductor memory - Google Patents
Non-volatile semiconductor memory, verifying method for writing data to non-volatile semiconductor, memory, and writing method for data to non-volatile semiconductor memoryInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、不揮発性半導体
記憶装置に係り、特に一つのメモリセルに複数ビット分
のデータを記憶させる不揮発性半導体記憶装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and more particularly, to a non-volatile semiconductor memory device that stores a plurality of bits of data in one memory cell.
【0002】[0002]
【従来の技術】一つのメモリセルに、2ビット分のデー
タを記憶するようにした不揮発性半導体記憶装置は、例
えば本願発明者等が提案した特開昭59−121696
号公報などに、開示されている。これに開示されている
ような従来の例では、基準電位を3個設け、これらの基
準電位とメモリセルからの電位とをセンスアンプで比較
して記憶されたデータを検出する。2. Description of the Related Art A nonvolatile semiconductor memory device in which two bits of data are stored in one memory cell is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-121696 proposed by the present inventors.
No., etc., are disclosed. In the conventional example disclosed therein, three reference potentials are provided, and these stored reference potentials are compared with a potential from a memory cell by a sense amplifier to detect stored data.
【0003】図30は、不揮発性半導体記憶装置の構成
を概略的に示す構成図、図31は、従来の基準電位とビ
ット線電位との関係を示す図、図32は、従来のセンス
アンプを概略的に示す構成図、図33は、センスアンプ
の出力と記憶データとの関係を示す図である。FIG. 30 is a block diagram schematically showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device, FIG. 31 is a diagram showing a relationship between a conventional reference potential and a bit line potential, and FIG. 32 is a diagram showing a conventional sense amplifier. FIG. 33 schematically shows a configuration diagram, and shows the relationship between the output of the sense amplifier and the stored data.
【0004】即ち、2ビット分のデータは、図30に示
すメモリセルMCからの読み出しデータ(ビット線電
位)を、図31(A)に示す基準電位1,2,3に対し
て、どこに位置しているかを識別することによって読み
出される。2ビット分のデータの組み合わせは、4種類
ある。これらの4種類のデータの組み合わせは、メモリ
セルの浮遊ゲートへの電子の注入量を4種類に変化さ
せ、注入量に対応してメモリセルの閾値電圧を4種類に
することによって記憶している。即ち、ビット線電位
が、基準電位のうち、一番小さい基準電位1よりも低け
れば、“00”のデータを記憶(閾値電圧が最も低いも
の)し、ビット線電位が、基準電位のうち、一番大きい
基準電位3よりも高ければ、“11”のデータを記憶
(閾値電圧が最も高いもの)し、ビット線電位が、基準
電位1と基準電位2との間にあれば、“01”のデータ
を記憶(閾値電圧が3番目に高いもの)し、ビット線電
位が、基準電位2と基準電位3との間にあれば、“1
0”のデータを記憶(閾値電圧が2番目に高いもの)し
ている。That is, 2-bit data is used to read data (bit line potential) from the memory cell MC shown in FIG. 30 at any position relative to the reference potentials 1, 2, and 3 shown in FIG. It is read by identifying whether it is. There are four types of 2-bit data combinations. The combination of these four types of data is stored by changing the amount of electrons injected into the floating gate of the memory cell into four types and changing the threshold voltage of the memory cell into four types in accordance with the amount of injection. . That is, if the bit line potential is lower than the smallest reference potential 1 among the reference potentials, data “00” is stored (threshold having the lowest threshold voltage), and the bit line potential becomes If it is higher than the largest reference potential 3, the data "11" is stored (the one with the highest threshold voltage). If the bit line potential is between the reference potential 1 and the reference potential 2, "01" is stored. Is stored (threshold voltage is the third highest), and if the bit line potential is between the reference potential 2 and the reference potential 3, "1"
0 ”data is stored (threshold voltage is the second highest).
【0005】4種類のデータの組み合わせの識別は、図
32に示すように、それぞれ基準電位1,2,3が入力
される、センスアンプ101,102,103で、これ
ら基準電位1,2,3と、ビット線電位とを比較するこ
とで行われる。As shown in FIG. 32, the sense amplifiers 101, 102, and 103, to which reference potentials 1, 2, and 3 are input, are used to identify combinations of the four types of data. Is compared with the bit line potential.
【0006】基準電位1,2,3よりもビット線電位が
低ければ、図33に示すように、センスアンプ101,
102,103のそれぞれの出力である、出力1,2,
3がともに“0”であるので、これを、図示せぬ論理回
路で検出してメモリセルの記憶データとしてD1=
“0”、D2=“0”を出力する。以下同様に、ビット
線電位が基準電位1と2との間の電位であるならば、出
力1が“1”、出力2,3がともに“0”、よってD1
=“0”、D2=“1”を出力、ビット線電位が基準電
位2と3との間の電位であるならば、出力1、2がとも
に“1”、出力3が“0”、よってD1=“1”、D2
=“0”を出力、ビット線電位が基準電位3よりも高け
れば、出力1、2、3がともに“1”であるので、D1
=“1”、D2=“1”を出力する。If the bit line potential is lower than the reference potentials 1, 2 and 3, as shown in FIG.
Outputs 1, 2, 2, which are the outputs of 102, 103, respectively.
3 are both "0", and this is detected by a logic circuit (not shown), and D1 =
"0" and D2 = "0" are output. Similarly, if the bit line potential is a potential between the reference potentials 1 and 2, the output 1 is "1" and the outputs 2 and 3 are both "0".
= "0", D2 = "1", and if the bit line potential is a potential between reference potentials 2 and 3, both outputs 1 and 2 are "1" and output 3 is "0". D1 = “1”, D2
= “0”, and if the bit line potential is higher than the reference potential 3, the outputs 1, 2, and 3 are both “1”.
= "1" and D2 = "1".
【0007】メモリセルへのデータの書き込みは、浮遊
ゲートに電子を注入することによって行われる。メモリ
セルへのデータの書き込みの前には、メモリセルのデー
タの消去を行う。データの消去の時には、制御ゲートを
0Vにして、ドレインあるいはソースに、高電圧を印加
して、浮遊ゲートから電子を放出し、初期状態に設定す
る。この消去した状態が、一種の書き込みとなり、最も
低閾値電圧である、即ち、D1=“0”、D2=“0”
のデータを記憶した状態に対応する。この後、他のデー
タを記憶すべきメモリセルに選択的に書き込むことにな
る。メモリセルへのデータの書き込みは、メモリセルの
ドレイン及び制御ゲートにそれぞれ所定の電圧を与え、
ソースを0Vにしてメモリセルに電流を流して、浮遊ゲ
ートに電子を注入する。このようにして、データをメモ
リセルへ書き込む。データを書き込んだ後、メモリセル
からデータを読み出し(ベリファイ読み出し)、センス
アンプ101,102,103からの出力結果が、書き
込みたいデータに一致するまで、書き込みと読み出しと
を繰り返す。そして、一致した時に、書き込みを止める
ようにしている。一致しているかどうかの判定は、デー
タを集積回路の外部に読み出し、外部で行っても良い
し、集積回路の内部で行っても良い。Writing data to a memory cell is performed by injecting electrons into a floating gate. Before writing data to a memory cell, the data in the memory cell is erased. At the time of data erasure, the control gate is set to 0 V, a high voltage is applied to the drain or the source, electrons are emitted from the floating gate, and an initial state is set. This erased state is a kind of writing and has the lowest threshold voltage, that is, D1 = "0" and D2 = "0".
Corresponds to the state in which the data is stored. Thereafter, other data is selectively written into the memory cells to be stored. To write data to the memory cell, a predetermined voltage is applied to each of the drain and the control gate of the memory cell,
The source is set to 0 V, a current is passed through the memory cell, and electrons are injected into the floating gate. Thus, data is written to the memory cells. After writing the data, the data is read from the memory cell (verify reading), and the writing and reading are repeated until the output results from the sense amplifiers 101, 102, and 103 match the data to be written. Then, when they match, writing is stopped. The determination as to whether they match may be made by reading data out of the integrated circuit and performing it externally, or may be performed inside the integrated circuit.
【0008】このような従来の不揮発性半導体記憶装置
にあっては、メモリセルに記憶させるデータに応じて、
例えば基準電位1と基準電位2との間にビット線電位を
設定できる。しかし、メモリセルの書き込み特性は、個
々のメモリセルで異なっている。このため読み出し後の
ビット線電位は、読み出し選択されたメモリセルの書き
込み特性に応じて異なってくる。このため従来は、選択
されたメモリセルで読み出し速度が、大きくばらついて
いた。In such a conventional nonvolatile semiconductor memory device, according to data stored in a memory cell,
For example, the bit line potential can be set between the reference potential 1 and the reference potential 2. However, the write characteristics of the memory cells are different for individual memory cells. For this reason, the bit line potential after reading differs depending on the writing characteristics of the memory cell selected for reading. For this reason, conventionally, the reading speed of the selected memory cell varies greatly.
【0009】即ち、図31(A)においては、ビット線
電位2,3,4はそれぞれ、1本の線で表されている
が、実際には、図31(B)に示すように、ビット線電
位2,3,4はそれぞれ、選択されたメモリセルに応じ
て、各ビット線電位の上下に分布し、ばらつき“r”を
有していた。データの読み出し速度は、選択されたメモ
リセルが分布のどこにいるかで異ってくる。例えば領域
(I)にいるのと、領域(II)にいるのとでは、読み
出し速度が大きく異なる。That is, in FIG. 31A, the bit line potentials 2, 3, and 4 are each represented by a single line, but actually, as shown in FIG. The line potentials 2, 3, and 4 were respectively distributed above and below the bit line potentials according to the selected memory cell, and had a variation "r". The data read speed depends on where the selected memory cell is in the distribution. For example, the reading speed is significantly different between the area (I) and the area (II).
【0010】また、メモリセルへのデータの書き込みの
前には、メモリセルのデータの消去を行う。データの消
去の時には、制御ゲートを0Vにして、メモリセルのソ
ースに、高電圧を印加して、浮遊ゲートからメモリセル
のソース側に電子を放出して行われ、データの消去のと
きには図34に示すソース電位回路から高電圧が供給さ
れ、データの読み出し及び書き込みのときはソース電位
回路から基準電位(例えば、0V)がメモリセルのソー
スに供給される。図34において、I /O1〜I /O8
はそれぞれ出力データ(8ビット)の各ビットに対応し
ている。そして、ソース電位回路は複数の出力ビットに
対して共通に設けられている。データの書き込みは、メ
モリセルのソースを基準電位(例えば0V)にし、メモ
リセルの制御ゲート及びドレインに高電圧を与え、メモ
リセルに電流を流し、チャネル領域から浮遊ゲートに電
荷を注入することにより行われる。データの書き込み
は、各出力ビットに対応した8個のメモリセルに同時に
書き込みが行われる。メモリセルの制御ゲートの電位に
対応して浮遊ゲートヘの電子の注入量は決まる。すなわ
ち制御ゲートの電位が高いほど、電子の注入量は多くな
る。このため、データの書込みの時には、書込み後の閾
値電圧が最も高いものに対して制御ゲートの電位やドレ
インの電位が設定される。よって、閾値電圧を低く設定
するメモリセルへの電子の注入が多くならないように、
電荷を注入する時間を短くし、書き込みとベリファイ読
み出しを繰返し行っていた。閾値電圧を精度良く所定の
値に設定するためには、電荷を注入する時間を短くし少
しずつ電荷を注入するのが良いことは言うまでもない
が、こうするとデータの書き込みに要する時間が長くか
かる欠点がある。また、精度良くメモリセルの閾値電圧
を設定するために、設定する閾値電圧に対応して制御ゲ
ートの電位を変えて、すなわち、閾値電圧を低く設定す
るメモリセルから書込みを行い、次に制御ゲートの電位
を所定の値だけ高くして次に閾値電圧の高いメモリセル
に書き込みを行っていた。この場合も、設定すべき閾値
電圧毎に書き込みを行うので、書込み時間が長くなると
いう欠点を有する。Before writing data to a memory cell, the data in the memory cell is erased. When erasing data, the control gate is set to 0 V, a high voltage is applied to the source of the memory cell, and electrons are emitted from the floating gate to the source side of the memory cell. A high voltage is supplied from the source potential circuit shown in FIG. 5, and a reference potential (for example, 0 V) is supplied from the source potential circuit to the source of the memory cell when reading and writing data. In FIG. 34, I / O1 to I / O8
Respectively correspond to each bit of the output data (8 bits). The source potential circuit is provided commonly for a plurality of output bits. Data writing is performed by setting the source of a memory cell to a reference potential (for example, 0 V), applying a high voltage to a control gate and a drain of the memory cell, flowing a current to the memory cell, and injecting a charge from a channel region to a floating gate. Done. In data writing, data is simultaneously written to eight memory cells corresponding to each output bit. The amount of electrons injected into the floating gate is determined according to the potential of the control gate of the memory cell. That is, the higher the potential of the control gate, the greater the amount of injected electrons. For this reason, at the time of writing data, the potential of the control gate and the potential of the drain are set for the one having the highest threshold voltage after writing. Therefore, in order not to increase the injection of electrons into the memory cells for which the threshold voltage is set low,
The time for injecting charges is shortened, and writing and verify reading are repeatedly performed. Needless to say, in order to accurately set the threshold voltage to a predetermined value, it is better to shorten the time for injecting charges and gradually inject the charges, but this disadvantage in that the time required for writing data is long. There is. Further, in order to accurately set the threshold voltage of the memory cell, the potential of the control gate is changed in accordance with the set threshold voltage, that is, writing is performed from the memory cell whose threshold voltage is set low, and then the control gate is set. Has been increased by a predetermined value, and writing has been performed on a memory cell having the next highest threshold voltage. Also in this case, since writing is performed for each threshold voltage to be set, there is a disadvantage that the writing time is long.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな事情に基づいてなされたもので、その目的は、選択
されたメモリセルでの読み出し速度の違いをできるだ
け、小さくできる不揮発性半導体記憶装置、および不揮
発性半導体記憶装置の書き込みデータの検証方法を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory capable of minimizing a difference in reading speed between selected memory cells. It is an object of the present invention to provide a device and a method for verifying write data of a nonvolatile semiconductor memory device.
【0012】また、この発明の他の目的は、複数種類の
閾値電圧により記憶されるデータを書き込むための書き
込み時間をできるだけ、短くできる不揮発性半導体記憶
装置、および不揮発性半導体記憶装置のデータの書き込
み方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of shortening a write time for writing data stored by a plurality of types of threshold voltages as much as possible, and a method of writing data in the nonvolatile semiconductor memory device. It is to provide a method.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention uses the following means.
【0014】(1)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、行線と、列線と、前記列線に電気的に接続されるド
レイン、ソース、電荷蓄積部、および前記行線に電気的
に接続される制御ゲートを有し、前記電荷蓄積部に蓄え
る電荷の量を変えることで複数ビットのデータを記憶す
るメモリセルと、複数の所定の基準電位を利用して前記
メモリセルに記憶されたデータを検出するセンスアンプ
と、前記メモリセルへのデータの書き込み後、この書き
込み後の前記電荷蓄積部の電荷の蓄積状態をチェックす
るための読み出しを行い、この読み出しによって所望の
データが書き込まれたと判断された時には前記書き込み
を終了し、前記読み出しによって前記所望のデータが書
き込まれていないと判断された時には前記所望のデータ
が書き込まれたと判断するまで前記書き込みと前記読み
出しとを繰り返すプログラム手段とを具備し、前記プロ
グラム手段による読み出しの時に行われる、所望のデー
タが書き込まれたかどうかの判定を、通常の読み出しの
時に、前記メモリセルから読み出されたデータが外部に
出力される時刻よりも遅い時刻に行うものである。(1) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises a row line, a column line, a drain and a source electrically connected to the column line, a charge storage portion, and an electric line connected to the row line. A memory cell having a control gate connected thereto and storing a plurality of bits of data by changing the amount of charge stored in the charge storage unit; and a memory cell stored in the memory cell using a plurality of predetermined reference potentials. A sense amplifier for detecting data, and after writing data to the memory cell, reading is performed to check the charge accumulation state of the charge accumulation unit after the writing, and it is determined that desired data has been written by the reading. When it is determined that the writing is completed, when the reading determines that the desired data has not been written, it is determined that the desired data has been written. Program means that repeats the writing and the reading until the reading is performed.The determination as to whether or not desired data has been written, which is performed at the time of reading by the programming means, is performed by reading from the memory cell at the time of normal reading. This is performed at a time later than the time at which the output data is output to the outside.
【0015】(2)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(1)に記載した不揮発性半導体記憶装置であ
って、かつ前記プログラム手段による読み出しは、前記
センスアンプを利用して行われるものである。(2) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in the above (1), wherein reading by the program means is performed by using the sense amplifier. It is.
【0016】(3)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(1)、または(2)に記載した不揮発性半導
体記憶装置であって、かつ前記複数の基準電位は、前記
通常の読み出しの時よりも、それぞれ対応した前記基準
電圧に対し前記プログラム手段による前記読み出しの時
の方が、高く設定されるものである。(3) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in the above (1) or (2), wherein the plurality of reference potentials are different from those of the normal read. At the time of the reading by the program means, the read voltage is set higher than the corresponding reference voltage.
【0017】(4)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載した不揮発
性半導体記憶装置であって、かつ前記複数ビットのデー
タは、少なくとも2ビット分の2進データであって、前
記複数の基準電位はそれぞれ異なる電位を有する少なく
とも3個の基準電位であり、前記メモリセルの記憶デー
タが2ビット分の2進データの第1の組み合わせの時に
は、通常の読み出しの時の前記列線の電位が、前記3個
の基準電位のうちの最も低い電位の基準電位よりも低い
電位になるように前記メモリセルの閾値電圧が設定さ
れ、前記メモリセルの記憶データが2ビット分の2進デ
ータの第2の組み合わせの時には、通常の読み出しの時
の前記列線の電位が、前記3個の基準電位のうちの最も
低い電位の基準電位と前記3個の基準電位のうちの中間
の電位の基準電位との間の電位になるように前記メモリ
セルの閾値電圧が設定され、前記メモリセルの記憶デー
タが2ビット分の2進データの第3の組み合わせの時に
は、通常の読み出しの時の前記列線の電位が、前記3個
の基準電位のうちの中間の電位の基準電位と前記3個の
基準電位のうちの最も高い電位の基準電位との間の電位
になるように前記メモリセルの閾値電圧が設定され、前
記メモリセルの記憶データが2ビット分の2進データの
第4の組み合わせの時には、通常の読み出しの時の前記
列線の電位が、前記3個の基準電位のうちの最も高い電
位の基準電位よりも高い電位になるように前記メモリセ
ルの閾値電圧が設定されるとともに、前記メモリセルへ
のデータの書き込みの時に、前記第3の組み合わせのデ
ータを書き込む時は、前記第2の組み合わせのデータを
書き込む時よりも前記行線に供給する電圧を高い値に設
定し、前記第4の組み合わせのデータを書き込む時は、
前記第3の組み合わせのデータを書き込む時よりも前記
行線に供給する電圧を高い値に設定するように制御され
るものである。(4) The non-volatile semiconductor memory device according to the present invention is the non-volatile semiconductor memory device according to any one of (1) to (3), wherein the data of a plurality of bits is at least two bits. Minute binary data, wherein the plurality of reference potentials are at least three reference potentials having different potentials respectively, and when the storage data of the memory cell is a first combination of binary data of 2 bits. A threshold voltage of the memory cell is set such that a potential of the column line at the time of normal reading is lower than a reference potential of the lowest potential among the three reference potentials; When the stored data is a second combination of binary data of 2 bits, the potential of the column line at the time of normal reading is the same as the lowest reference potential among the three reference potentials. The threshold voltage of the memory cell is set so as to be a potential between an intermediate potential of the three reference potentials, and the storage data of the memory cell is a binary data of two bits. In the case of a combination of three, the potential of the column line at the time of normal reading is a reference potential of an intermediate potential among the three reference potentials and a reference potential of the highest potential among the three reference potentials. The threshold voltage of the memory cell is set so as to be a potential between the column line and the column line at the time of normal reading when the storage data of the memory cell is the fourth combination of binary data of 2 bits. The threshold voltage of the memory cell is set so that the potential of the memory cell becomes higher than the highest reference potential of the three reference potentials, and at the time of writing data to the memory cell, The third When writing data mating seen, when the voltage supplied to the row lines than when writing a second combination of the data set to a high value, and writes the data of the fourth combination,
The voltage supplied to the row line is controlled to be set to a higher value than when the data of the third combination is written.
【0018】(5)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(3)に記載した不揮発性半導体記憶装置であ
って、かつ前記プログラム手段による前記読み出しの時
に、前記列線の電位が対応する前記基準電位よりも高く
なった時に、前記メモリセルへのデータの書き込みを止
めるものである。(5) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (3) above, wherein the potential of the column line corresponds to the time of the reading by the program means. When the potential becomes higher than the reference potential, writing of data to the memory cell is stopped.
【0019】(6)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(1)に記載した不揮発性半導体記憶装置であ
って、かつ前記メモリセルへのデータの書き込み時に、
前記メモリセルの制御ゲートに供給する電圧は、前記書
き込みデータに対応して変化するように制御するもので
ある。(6) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (1), wherein at the time of writing data to the memory cell,
The voltage supplied to the control gate of the memory cell is controlled so as to change according to the write data.
【0020】(7)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(6)に記載した不揮発性半導体記憶装置であ
って、かつ前記書き込みデータに対応した前記メモリセ
ルへのデータ書き込みの時に、前記メモリセルの制御ゲ
ートに供給する電圧の変化量は、設定される前記メモリ
セルのほぼ閾値電圧の差か、対応した前記基準電位の差
かのいずれかである。(7) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (6), wherein the data is written to the memory cell corresponding to the write data. The amount of change in the voltage supplied to the control gate of the memory cell is either a difference between the threshold voltages of the set memory cells or a difference between the corresponding reference potentials.
【0021】(8)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載した不揮発
性半導体記憶装置であって、かつ前記プログラム手段に
よる前記メモリセルへのデータ書き込みは、同一の行線
に接続されている複数個のメモリセルに同時に行い、前
記複数個のメモリセルに少なくとも2種類の異なる閾値
電圧を設定する時は、先ず低い方の閾値電圧に対応する
前記メモリセルに閾値電圧を設定し、この設定後に、高
い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに閾値電圧を
設定し、前記低い方の閾値電圧に対応する前記複数のメ
モリセルに閾値電圧を設定するために、この対応するメ
モリセルの電荷蓄積部に電荷を注入する時に、前記高い
方の閾値電圧に設定する前記メモリセルの電荷蓄積部に
も同時に電荷を注入するように制御するものである。(8) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to any one of the above (1) to (6), wherein the program means stores data in the memory cell. Writing is performed simultaneously on a plurality of memory cells connected to the same row line. When at least two different threshold voltages are set in the plurality of memory cells, the lower threshold voltage corresponds first. A threshold voltage is set for the memory cell, and after this setting, a threshold voltage is set for the memory cell corresponding to the higher threshold voltage, and a threshold voltage is set for the plurality of memory cells corresponding to the lower threshold voltage. When the charge is injected into the charge storage section of the corresponding memory cell, the charge is simultaneously injected into the charge storage section of the memory cell set to the higher threshold voltage. It is intended to control to so that.
【0022】(9)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(2)に記載した不揮発性半導体記憶装置であ
って、かつ前記プログラム手段でデータを読み出して、
外部にデータを出力する時は、通常の読み出しの時より
も、外部出力端子の充放電時間を長く設定するものであ
る。(9) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (2) above, wherein data is read by the program means,
When data is output to the outside, the charge / discharge time of the external output terminal is set longer than during normal reading.
【0023】(10)本発明の不揮発性半導体記憶装置
の書き込みデータの検証方法は、(a)所望の値の書き
込みデータを、データの書き換えが可能な不揮発性のメ
モリセルに書き込み、(b)前記メモリセルに書き込ま
れた書き込みデータを、ビット線に読み出し、(c)前
記書き込みデータが前記ビット線に読み出された後のビ
ット線電位を基準電位と比較し、(d)前記比較の結果
に基づいて、前記所望の書き込みデータが書き込まれた
か否かを判断し、(e)上記(a)〜(d)のステップ
を、前記所望の書き込みデータが書き込まれるまで繰り
返し、ここで、前記(d)の手順は、通常の読み出し時
に、読み出しデータが外部に出力される時刻を経過した
後に行なわれるものである。(10) The method for verifying write data of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises the steps of (a) writing write data of a desired value into a rewritable nonvolatile memory cell; Writing data written in the memory cell to a bit line; (c) comparing a bit line potential after the writing data is read to the bit line with a reference potential; and (d) a result of the comparison. (E) repeating the steps (a) to (d) until the desired write data is written, wherein (e) The procedure d) is performed at the time of normal reading after a lapse of a time at which read data is output to the outside.
【0024】(11)本発明の不揮発性半導体記憶装置
の書き込みデータの検証方法は(a)所望の値の書き込
みデータを、データの書き換えが可能な不揮発性のメモ
リセルに書き込み、(b)前記メモリセルに書き込まれ
た書き込みデータを、ビット線に読み出し、(c)前記
書き込みデータが前記ビット線に読み出された後のビッ
ト線電位を基準電位と比較し、(d)前記比較の結果に
基づいて、前記所望の書き込みデータが書き込まれたか
否かを判断し、(e)上記(a)〜(d)のステップ
を、前記所望の書き込みデータが書き込まれるまで繰り
返し、ここで、前記(d)の手順における書込みデータ
を外部に出力する速度は通常の読み出し時の読み出しデ
ータを外部に出力する速度よりも遅いものである。(11) The method of verifying write data of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises the steps of (a) writing write data of a desired value into a rewritable nonvolatile memory cell; (C) comparing the bit line potential after the write data is read out to the bit line with a reference potential, and (d) comparing the result of the comparison with the result of the comparison. (E) repeating the steps (a) to (d) until the desired write data is written, where (d) The speed at which write data is output to the outside in the procedure of (3) is lower than the speed at which read data is output to the outside during normal reading.
【0025】(12)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、データの書き換えが可能な不揮発性のメモリセルに
記憶された記憶データを、ビット線に読み出す読み出し
回路と、前記記憶データが前記ビット線に読み出された
後のビット線電位を基準電位と比較する比較回路と、前
記比較の結果に基づいて検知された検知データを外部に
出力する出力回路とを具備し、前記出力回路は、集積回
路の内部の電源電圧間に直列に接続され、出力を外部端
子に電気的に接続する第1、第2の絶縁ゲート型FET
を有し、前記検知データに応じて行われる、前記第1、
第2の絶縁ゲート型FETの一方のゲートの充電、およ
び他方のゲートの放電それぞれの充放電速度を、書き込
み後に行われる書き込みデータをチェックするための読
み出し時は、通常の読み出し時よりも遅くし、前記外部
端子の充放電に要する時間を、前記書き込みデータをチ
ェックするための読み出し時よりも、前記通常の読み出
し時よりも長く設定するものである。(12) In a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, a read circuit for reading out storage data stored in a rewritable nonvolatile memory cell to a bit line; A comparison circuit for comparing the bit line potential after being read to the reference potential with a reference potential, and an output circuit for outputting detection data detected based on the result of the comparison to the outside, wherein the output circuit is an integrated circuit. First and second insulated gate FETs connected in series between power supply voltages inside a circuit and electrically connecting an output to an external terminal
Wherein the first, which is performed according to the detection data,
The charge / discharge speed of charging one gate and discharging the other gate of the second insulated gate FET is made slower at the time of reading for checking write data performed after writing than at the time of normal reading. The time required for charging / discharging the external terminal is set to be longer than at the time of reading for checking the write data than at the time of normal reading.
【0026】(13)本発明の不揮発性半導体記憶装置
のデータ書き込み方法は、第1の基準電位、および第1
の基準電位と異なるレベルの第2の基準電位の少なくと
も2つの基準電位により、少なくとも3つの第1、第
2、第3のデータを区別し、前記第1のデータを第1の
閾値電圧により記憶し、前記第2のデータを前記第1の
閾値電圧よりも高い第2の閾値電圧により記憶し、前記
第3のデータを前記第2の閾値電圧よりも高い第3の閾
値電圧により記憶し、少なくとも3つの閾値電圧により
記憶する、データの書き換えが可能な不揮発性のメモリ
セルを複数有する不揮発性半導体記憶装置のデータ書き
込み方法であって、前記第1の閾値電圧に設定される第
1のメモリセルに、前記第1の閾値電圧を設定し、前記
第2の閾値電圧に設定される第2のメモリセルのゲート
に、第1の書き込み電圧を与えて、前記第2のメモリセ
ルに前記第2の閾値電圧を設定し、前記第3の閾値電圧
に設定される第3のメモリセルのゲートに、前記第2の
閾値電圧と前記第3の閾値電圧との差および前記第1の
基準電位と前記第2の基準電位との差のいずれかに応じ
た分、前記第1の書き込み電圧に対して電圧が高められ
た第2の書き込み電圧を与えて、前記第3のメモリセル
に前記第3の閾値電圧を設定するものである。(13) In the data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the first reference potential and the first
At least three first, second, and third data are distinguished by at least two reference potentials of a second reference potential at a level different from that of the first reference potential, and the first data is stored by a first threshold voltage. And storing the second data with a second threshold voltage higher than the first threshold voltage, storing the third data with a third threshold voltage higher than the second threshold voltage, A data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device having a plurality of data rewritable nonvolatile memory cells stored by at least three threshold voltages, wherein the first memory is set to the first threshold voltage Setting the first threshold voltage to a cell, applying a first write voltage to a gate of a second memory cell set to the second threshold voltage, and applying the first write voltage to the second memory cell. Threshold of 2 A voltage between the second threshold voltage and the third threshold voltage, and a voltage between the first reference potential and the third reference voltage. The second threshold voltage is applied to the third memory cell by applying a second write voltage whose voltage is higher than the first write voltage by an amount corresponding to one of the differences from the second reference potential. This is for setting the voltage.
【0027】(14)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、第1のデータを第1の閾値電圧により記憶し、第2
のデータを前記第1の閾値電圧よりも高い第2の閾値電
圧により記憶し、第3のデータを前記第2の閾値電圧よ
りも高い第3の閾値電圧により記憶し、少なくとも3つ
の閾値電圧により記憶する、データの書き換えが可能な
不揮発性のメモリセルが複数集積されたメモリセルアレ
イと、書き込みデータに基づいて前記メモリセルアレイ
の列線に与える電圧を制御し、前記書き込みデータを前
記メモリセルに書き込む書き込み回路と、前記書き込み
データが前記第2のデータか第3のデータかを検出し、
前記書き込みデータが前記第2のデータである時、前記
メモリセルアレイの行線に与える電圧を第1の書き込み
電圧とし、前記書き込みデータが前記第3のデータであ
る時、前記行線に与える電圧を、前記第1の書き込み電
圧に対して、前記第2の閾値電圧と前記第3の閾値電圧
との差および前記第1の基準電位と前記第2の基準電位
との差のいずれかに応じた分、電圧が高められた第2の
書き込み電圧とする制御信号を出力する書き込みデータ
検出回路とを具備するものである。(14) The nonvolatile semiconductor memory device of the present invention stores the first data with the first threshold voltage,
Is stored by a second threshold voltage higher than the first threshold voltage, third data is stored by a third threshold voltage higher than the second threshold voltage, and at least three threshold voltages are used. A memory cell array in which a plurality of non-volatile memory cells that can store and rewrite data are integrated, and a voltage applied to a column line of the memory cell array is controlled based on the write data, and the write data is written to the memory cells. A write circuit, detecting whether the write data is the second data or the third data,
When the write data is the second data, a voltage applied to a row line of the memory cell array is a first write voltage, and when the write data is the third data, a voltage applied to the row line is And the first writing voltage according to one of a difference between the second threshold voltage and the third threshold voltage and a difference between the first reference potential and the second reference potential. A write data detection circuit that outputs a control signal to be a second write voltage whose voltage has been increased.
【0028】(15)本発明の不揮発性半導体記憶装置
のデータ書き込み方法は、第1のデータを第1の閾値電
圧により記憶し、第2のデータを前記第1の閾値電圧よ
りも高い第2の閾値電圧により記憶し、第3のデータを
前記第2の閾値電圧よりも高い第3の閾値電圧の、少な
くとも3つの閾値電圧により記憶する、データの書き換
えが可能な不揮発性のメモリセルを複数有し、複数のメ
モリセルに同時にデータを書き込む不揮発性半導体記憶
装置のデータ書き込み方法であって、前記第1の閾値電
圧に設定される第1のメモリセルに、前記第1の閾値電
圧を設定した後、前記第2の閾値電圧に設定される第2
のメモリセルのゲート、および前記第3の閾値電圧に設
定される第3のメモリセルのゲートそれぞれに、第1の
書き込み電圧を与えて、前記第2、第3のメモリセルそ
れぞれの閾値電圧を、前記第1の閾値電圧から前記第2
の閾値電圧の方向にシフトさせ、前記第2のメモリセル
に第2の閾値電圧を設定した後、閾値電圧が前記第1の
閾値電圧から前記第2の閾値電圧の方向にシフトされ
た、前記第3の閾値電圧に設定される第3のメモリセル
のゲートに、第2の書き込み電圧を与えて、前記第3の
メモリセルに第3の閾値電圧を設定するものである。(15) In the data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the first data is stored at a first threshold voltage, and the second data is stored at a second voltage higher than the first threshold voltage. And a plurality of data rewritable nonvolatile memory cells that store third data with at least three threshold voltages of a third threshold voltage higher than the second threshold voltage. A method for writing data to a plurality of memory cells simultaneously in a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the first threshold voltage is set in a first memory cell set to the first threshold voltage. After that, the second threshold voltage set to the second threshold voltage
A first write voltage is applied to each of the gates of the memory cells and the gate of the third memory cell set to the third threshold voltage, and the threshold voltage of each of the second and third memory cells is changed. , From the first threshold voltage to the second
After setting a second threshold voltage in the second memory cell, the threshold voltage is shifted from the first threshold voltage to the second threshold voltage. A second write voltage is applied to a gate of a third memory cell set to a third threshold voltage, and a third threshold voltage is set to the third memory cell.
【0029】(16)本発明の不揮発性半導体記憶装置
のデータ書き込み方法は、上記(15)に記載した方法
であって、かつ前記第1、第2、第3のデータはそれぞ
れ、第1の基準電位、および第1の基準電位と異なるレ
ベルの第2の基準電位の少なくとも2つの基準電位によ
り区別され、前記第2の書き込み電圧は、前記第1の書
き込み電圧に対して、前記第2の閾値電圧と前記第3の
閾値電圧との差および前記第1の基準電位と前記第2の
基準電位との差のいずれかに応じた分、電圧が高められ
ているものである。(16) A data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the method described in the above (15), wherein the first, second and third data are each a first data. The second write voltage is distinguished by at least two reference potentials, a reference potential and a second reference potential at a level different from the first reference potential, wherein the second write voltage is different from the first write voltage by the second write potential. The voltage is increased by an amount corresponding to one of a difference between a threshold voltage and the third threshold voltage and a difference between the first reference potential and the second reference potential.
【0030】(17)本発明の不揮発性半導体記憶装置
のデータ書き込み方法は、上記(15)、または(1
6)に記載した方法であって、かつ前記同時にデータが
書き込まれる複数のメモリセルに対する書き込みデータ
に、前記第2、第3のデータの少なくとも一方のデータ
が存在しない時、前記存在しないデータの書き込みを省
略するものである。(17) The method of writing data in a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention may be arranged as described in (15) or (1) above.
6) The method according to 6), wherein when at least one of the second and third data does not exist in the write data for the plurality of memory cells to which data is simultaneously written, the non-existent data is written. Is omitted.
【0031】(18)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、第1のデータを第1の閾値電圧により記憶し、第2
のデータを前記第1の閾値電圧よりも高い第2の閾値電
圧により記憶し、第3のデータを前記第2の閾値電圧よ
りも高い第3の閾値電圧の、少なくとも3つの閾値電圧
により記憶する、データの書き換えが可能な不揮発性の
メモリセルが複数集積されたメモリセルアレイと、書き
込みデータに基づいて前記メモリセルアレイの列線に与
える電圧を制御し、前記書き込みデータを前記メモリセ
ルに書き込む、複数の書き込み回路と、前記複数の書き
込み回路に入力される書き込みデータそれぞれに対し
て、前記第2のデータか前記第3のデータかを検出し、
前記書き込みデータに前記第2のデータが一つでもある
時、前記第2のデータを書き込むために前記メモリセル
アレイの行線を第1の書き込み電圧とし、前記書き込み
データに前記第3のデータが一つでもある時、前記第3
のデータを書き込むために前記メモリセルアレイの行線
を第2の書き込み電圧とし、前記書き込みデータに前記
第2、第3のデータの少なくとも一方のデータが存在し
ない時、前記存在しないデータの書き込みを省略する制
御信号を出力する書き込み制御回路とを具備するもので
ある。(18) The nonvolatile semiconductor memory device of the present invention stores the first data with the first threshold voltage,
Is stored by a second threshold voltage higher than the first threshold voltage, and the third data is stored by at least three threshold voltages of a third threshold voltage higher than the second threshold voltage. A memory cell array in which a plurality of data rewritable nonvolatile memory cells are integrated, a voltage applied to a column line of the memory cell array based on write data, and the write data is written to the memory cell. A write circuit, and, for each of the write data input to the plurality of write circuits, detecting whether the second data or the third data,
When there is at least one second data in the write data, a row line of the memory cell array is set to a first write voltage in order to write the second data, and the third data is one in the write data. When the third
The row line of the memory cell array is set to a second write voltage in order to write the data, and when at least one of the second and third data does not exist in the write data, the writing of the nonexistent data is omitted. And a write control circuit for outputting a control signal to be performed.
【0032】(19)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(18)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記第1、第2、第3のデータはそれぞ
れ、第1の基準電位、および第1の基準電位と異なるレ
ベルの第2の基準電位の少なくとも2つの基準電位によ
り区別され、前記第2の書き込み電圧は、前記第1の書
き込み電圧に対して、前記第2の閾値電圧と前記第3の
閾値電圧との差および前記第1の基準電位と前記第2の
基準電位との差のいずれかに応じた分、電圧が高められ
ているものである。(19) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (18), wherein the first, second, and third data are each a first data. The second write voltage is distinguished by at least two reference potentials, a reference potential and a second reference potential at a level different from the first reference potential, wherein the second write voltage is different from the first write voltage by the second write potential. The voltage is increased by an amount corresponding to one of a difference between a threshold voltage and the third threshold voltage and a difference between the first reference potential and the second reference potential.
【0033】(20)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、行線、及び列線を備え、マトリクス状に配置され、
各々がドレイン、ソース、浮遊ゲート及び制御ゲートを
有し、異なる量の電子を浮遊ゲートに蓄えることで複数
ビットのデータを記憶するメモリセルを有し、同一行の
前記メモリセルの制御ゲートが前記行線の一つに共通に
接続され、同一列の前記メモリセルのドレインが前記列
線の一つに共通に接続されるメモリセルアレイと、前記
浮遊ゲートに電荷を注入する前記メモリセルへのデータ
の書き込みのときに、前記記憶するデータに対応して、
前記ソースの電位を異ならせるソース電位設定手段とを
具備するものである。(20) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes row lines and column lines, is arranged in a matrix,
Each has a drain, a source, a floating gate, and a control gate, has memory cells that store a plurality of bits of data by storing different amounts of electrons in the floating gate, and the control gate of the memory cells in the same row is A memory cell array commonly connected to one of the row lines and a drain of the memory cell in the same column commonly connected to one of the column lines, and data to the memory cell injecting charge into the floating gate At the time of writing, corresponding to the data to be stored,
Source potential setting means for varying the potential of the source.
【0034】(21)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(20)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記ソース電位設定手段はドレインが前記
メモリセルのソースに接続され、ソースが基準電位に接
続されるトランジスタであり、前記データの書き込みの
ときに、前記記憶するデータに対応して抵抗値が変化す
るものである。(21) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (20) above, wherein the source potential setting means has a drain connected to a source of the memory cell, The source is a transistor connected to a reference potential, and the resistance value changes in accordance with the stored data when writing the data.
【0035】(22)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(20)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルに記憶される複数ビットデ
ータは、異なるアドレスのデータであるものである。(22) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (20), wherein a plurality of bits of data stored in the memory cell are data of different addresses. There is something.
【0036】(23)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(20)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルに記憶される複数ビットの
データは、複数の出力ビットであるものである。(23) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to (20), wherein a plurality of bits of data stored in the memory cell are a plurality of output bits. It is something that is.
【0037】(24)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(20)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルに記憶される複数ビットの
データは、同一のアドレスを有するものである。(24) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (20), wherein a plurality of bits of data stored in the memory cell have the same address. Have
【0038】(25)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(20)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルアレイは複数個設けられる
ものである。(25) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (20) above, wherein a plurality of the memory cell arrays are provided.
【0039】(26)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(25)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記複数個のメモリセルアレイは、同一の
ビツト出力データであるものである。(26) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (25) above, wherein the plurality of memory cell arrays have the same bit output data. is there.
【0040】(27)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(25)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記複数のメモリセルアレイには同時にデ
ータが書き込まれるものである。(27) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (25), wherein data is simultaneously written in the plurality of memory cell arrays.
【0041】(28)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、ドレイン、ソース、浮遊ゲート及び制御ゲートを有
し、異なる量の電子を浮遊ゲートに蓄えることで複数ビ
ットのデータを記憶するメモリセルと、前記メモリセル
がマトリクス状に配置され、このマトリクス状に配置さ
れた同一行の前記メモリセルの制御ゲートが複数の行線
の一つに共通に接続され、同一列のメモリセルのドレイ
ンが複数の列線の一つに共通に接続され、前記メモリセ
ルのソースが共通に接続されて形成されたメモリセルブ
ロックを複数含むメモリセルアレイと、前記メモリセル
ブロック毎に設けられ、前記浮遊ゲートに電荷を注入す
る前記メモリセルへのデータの書込みのときに、前記記
憶するデータに対応して、前記ソースの電位を異ならせ
るソース電位設定手段とを具備するものである。(28) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has a drain, a source, a floating gate, and a control gate, and stores a plurality of bits of data by storing different amounts of electrons in the floating gate. The memory cells are arranged in a matrix, the control gates of the memory cells in the same row arranged in the matrix are commonly connected to one of a plurality of row lines, and the drains of the memory cells in the same column are plural. And a memory cell array including a plurality of memory cell blocks formed by commonly connecting the sources of the memory cells, and a memory cell array provided for each memory cell block. A source potential setting that varies the potential of the source in accordance with the data to be stored when writing data to the memory cell into which the data is to be injected. It is intended to and a stage.
【0042】(29)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(28)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルに記憶される複数ビットの
データは、異なるアドレスのデータであるものである。(29) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (28), wherein a plurality of bits of data stored in the memory cell are data of different addresses. It is something that is.
【0043】(30)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(28)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルに記憶される複数ビットの
データは、複数の出力ビットであるものである。(30) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (28), wherein a plurality of bits of data stored in the memory cell are a plurality of output bits. It is something that is.
【0044】(31)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(28)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルアレイは複数個設けられる
ものである。(31) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (28) above, wherein a plurality of the memory cell arrays are provided.
【0045】(32)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(31)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記複数個のメモリセルアレイ同士の対応
するメモリセルブロックは、同一のビツト出力データで
あるものである。(32) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to (31), wherein the corresponding memory cell blocks of the plurality of memory cell arrays are the same. This is bit output data.
【0046】(33)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(28)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記メモリセルアレイ中の複数のメモリセ
ルブロックには同時にデータが書き込まれるものであ
る。(33) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (28), wherein data is simultaneously written in a plurality of memory cell blocks in the memory cell array. Things.
【0047】(34)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、行線、及び列線を備え、マトリクス状に配置され、
電荷蓄積部の電荷の量に対応して閾値殿圧を異ならせる
ことにより複数ビットのデータを記憶し、各々がドレイ
ン、ソース、前記電荷蓄積部及び制御ゲートを持つメモ
リセルを有し、同一行の前記メモリセルの前記制御ゲー
トは前記行線の一つに共通に接続され、同一列の前記メ
モリセルは前記列線の一つに共通に接続されたメモリセ
ルアレイと、同一の前記行線に接続されている少なくと
も2個の前記メモリセルに同時にデータを書き込み、前
記少なくとも2個のメモリセルに少なくとも2種類の異
なる閾値電圧を設定するときは、先ず低い方の閾値電圧
に対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定し、この設
定後に、高い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに
閾値電圧を設定し、前記低い方の閾値電圧に対応するメ
モリセルの電荷蓄積部に電荷を注入するために前記対応
するメモリセルの電荷蓄積部に電荷を注入するときに、
前記高い方の閾値電圧に設定する前記メモリセルの電荷
蓄積部にも同時に電荷を注入するように制御するプログ
ラム手段とを具備するものである。(34) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes row lines and column lines, is arranged in a matrix,
A plurality of bits of data are stored by varying the threshold voltage according to the amount of charge in the charge storage unit, each having a drain, a source, a memory cell having the charge storage unit and a control gate, and The control gates of the memory cells are commonly connected to one of the row lines, and the memory cells in the same column are connected to the same row line as a memory cell array commonly connected to one of the column lines. When simultaneously writing data to at least two of the connected memory cells and setting at least two different threshold voltages to the at least two memory cells, the memory cells corresponding to the lower threshold voltage first After this setting, a threshold voltage is set for the memory cell corresponding to the higher threshold voltage, and the charge storage of the memory cell corresponding to the lower threshold voltage is set. When injecting electric charges into the charge storage portion of the corresponding memory cell in order to inject charge into parts,
Program means for controlling so as to simultaneously inject electric charge into the electric charge accumulating portion of the memory cell set to the higher threshold voltage.
【0048】(35)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(34)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記プログラム手段は、前記メモリセルへ
データを書き込む時に、書き込むデータに対応した電圧
を前記メモリセルの制御ゲートに供給するものである。(35) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in (34) above, wherein the program means, when writing data to the memory cell, A corresponding voltage is supplied to a control gate of the memory cell.
【0049】(36)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(34)、または(35)に記載した不揮発性
半導体記憶装置であって、かつデータ消去手段をさらに
具備し、前記データ消去手段で前記メモリセルの記憶デ
ータを所定の値に設定した後、前記プログラム手段で前
記メモリセルに選択的にデータを書き込むものである。(36) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (34) or (35), further comprising data erasing means, After setting the storage data of the memory cell to a predetermined value, the program means selectively writes data to the memory cell.
【0050】(37)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(34)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記プログラム手段は、低い方の閾値電圧
に対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定するとき
は、第1の電圧を前記行線に供給し、前記低い方の閾値
電圧に設定する前記メモリセルの電荷蓄積部と前記高い
方の閾値電圧に設定する前記メモリセルの電荷蓄積部に
同時に電荷を注入し、前記低い方の閾値電圧に対応する
前記メモリセルの閾値電圧の設定後に、前記高い方の閾
値電圧に設定する前記メモリセルに閾値電圧を設定する
ときは、前記第1の電圧よりも電圧値が大きい第2の電
圧を前記行線に供給し、前記高い方の閾値電圧に設定す
る前記メモリセルの電荷蓄積部に電荷を注入し、前記高
い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに閾値電圧を
設定するものである。(37) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (34), wherein the program means is provided for the memory cell corresponding to a lower threshold voltage. When setting a threshold voltage, a first voltage is supplied to the row line, and a charge storage unit of the memory cell set to the lower threshold voltage and a charge storage unit of the memory cell set to the higher threshold voltage are set. Simultaneously injecting charges into the charge storage unit, after setting the threshold voltage of the memory cell corresponding to the lower threshold voltage, when setting a threshold voltage to the memory cell set to the higher threshold voltage, Supplying a second voltage having a voltage value higher than the first voltage to the row line, injecting a charge into a charge storage portion of the memory cell set to the higher threshold voltage, Against voltage It is for setting the threshold voltage to the memory cells.
【0051】(38)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、行線、及び列線を備え、マトリクス状に配置され、
電荷蓄積部の電荷の量に対応して閾値殿圧を異ならせる
ことにより複数ビットのデータを記憶し、各々がドレイ
ン、ソース、前記電荷蓄積部及び制御ゲートを持つメモ
リセルを有し、同一行の前記メモリセルの前記制御ゲー
トは前記行線の一つに共通に接続され、同一列の前記メ
モリセルは前記列線の一つに共通に接続されたメモリセ
ルアレイを複数含むメモリセルアレイ部と、複数の前記
メモリセルアレイに対応して設けられ、前記メモリセル
の記憶データを外部に出力するための出力回路と、前記
メモリセルへ書き込みデータに対応して、前記複数のメ
モリセルアレイ中の前記メモリセルに同時にデータを書
き込み、前記複数のメモリセルアレイ中の前記メモリセ
ルを少なくとも2種類の異なる閾値電圧を設定するとき
は、先ず低い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに
閾値電圧を設定し、この設定後に、高い方の閾値電圧に
対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定し、前記低い
方の閾値電圧に対応するメモリセルに閾値電圧を設定す
るために前記対応するメモリセルの電荷蓄積部に電荷を
注入するときに、前記高い方の閾値電圧に設定する前記
メモリセルの電荷蓄積部にも同時に電荷を注入するよう
に制御するプログラム手段とを具備するものである。(38) A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes row lines and column lines, is arranged in a matrix,
A plurality of bits of data are stored by varying the threshold voltage according to the amount of charge in the charge storage unit, each having a drain, a source, a memory cell having the charge storage unit and a control gate, and A memory cell array unit including a plurality of memory cell arrays in which the control gates of the memory cells are commonly connected to one of the row lines, and the memory cells in the same column are commonly connected to one of the column lines; An output circuit provided corresponding to the plurality of memory cell arrays, for outputting storage data of the memory cells to the outside; and the memory cells in the plurality of memory cell arrays corresponding to write data to the memory cells. When simultaneously writing data to the memory cells of the plurality of memory cell arrays and setting at least two different threshold voltages to the memory cells in the plurality of memory cell arrays, A threshold voltage is set to the memory cell corresponding to the value voltage, and after this setting, a threshold voltage is set to the memory cell corresponding to the higher threshold voltage, and a threshold voltage is set to the memory cell corresponding to the lower threshold voltage. When the charge is injected into the charge storage section of the corresponding memory cell to set the voltage, control is performed so that the charge is simultaneously injected into the charge storage section of the memory cell set to the higher threshold voltage. Program means.
【0052】(39)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(38)に記載した不揮発性半導体記憶装置で
あって、かつ前記複数のメモリセルアレイの対応する行
線同士は互いに接続されるものである。(39) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (38), wherein the corresponding row lines of the plurality of memory cell arrays are connected to each other. It is.
【0053】(40)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(38)、または(39)に記載した不揮発性
半導体記憶装置であって、かつ前記プログラム手段は、
前記メモリセルへデータを書き込むときに、書き込むデ
ータに対応した電圧を前記メモリセルの制御ゲートに供
給するものである。(40) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device according to the above (38) or (39), wherein the program means is
When writing data to the memory cell, a voltage corresponding to the data to be written is supplied to a control gate of the memory cell.
【0054】(41)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(38)乃至(40)のいずれかに記載した不
揮発性半導体記憶装置であって、かつ前記プログラム手
段は、低い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに閾
値電圧を設定するときは、第1の電圧を前記低い方の閾
値電圧に対応する前記メモリセルの前記制御ゲートと前
記高い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルの前記制
御ゲートに供給し、前記低い方の閾値電圧に設定する前
記メモリセルの電荷蓄積部と前記高い方の閾値電圧に設
定する前記メモリセルの電荷蓄積部に同時に電荷を注入
し、前記低い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルの
閾値電圧の設定後に、前記高い方の閾値電圧に対応する
前記メモリセルに閾値電圧を設定するときは、前記第1
の電圧よりも電圧値が大きい第2の電圧を前記高い方の
閾値電圧に対応する前記メモリセルの前記制御ゲートに
供給し、前記高い方の閾値電圧に設定する前記メモリセ
ルの電荷蓄積部に電荷を注入し、前記高い方の閾値電圧
に対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定するもので
ある。(41) The non-volatile semiconductor memory device according to the present invention is the non-volatile semiconductor memory device according to any one of the above (38) to (40), and wherein the program means comprises a lower threshold voltage. When a threshold voltage is set for the memory cell corresponding to the first threshold voltage, a first voltage is applied to the control gate of the memory cell corresponding to the lower threshold voltage and the memory cell corresponding to the higher threshold voltage. Supplying the control gate and simultaneously injecting charge into the charge storage portion of the memory cell set to the lower threshold voltage and the charge storage portion of the memory cell set to the higher threshold voltage; When setting a threshold voltage for the memory cell corresponding to the higher threshold voltage after setting the threshold voltage of the memory cell corresponding to the threshold voltage of the
A second voltage having a voltage value larger than the voltage of the memory cell is supplied to the control gate of the memory cell corresponding to the higher threshold voltage, and the charge storage portion of the memory cell that is set to the higher threshold voltage is Injecting a charge and setting a threshold voltage in the memory cell corresponding to the higher threshold voltage.
【0055】(42)本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、上記(38)乃至(41)に記載した不揮発性半導
体記憶装置であって、かつデータ消去手段をさらに具備
し、前記データ消去手段で前記メモリセルの記憶データ
を所定の値に設定した後、前記プログラム手段で前記メ
モリセルに選択的にデータを書き込むものである。(42) The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is the nonvolatile semiconductor memory device described in the above (38) to (41), further comprising a data erasing means. After setting the storage data of the memory cell to a predetermined value, the program means selectively writes data to the memory cell.
【0056】この発明によれば、選択されたメモリセル
での読み出し速度の違いをできるだけ、小さくできる不
揮発性半導体記憶装置、および不揮発性半導体記憶装置
の書き込みデータの検証方法、並びに複数種類の閾値電
圧により記憶されるデータを書き込むための書き込み時
間をできるだけ、短くできる不揮発性半導体記憶装置、
および不揮発性半導体記憶装置のデータの書き込み方法
が提供される。According to the present invention, a nonvolatile semiconductor memory device capable of minimizing a difference in read speed between selected memory cells, a method of verifying write data of the nonvolatile semiconductor memory device, and a plurality of types of threshold voltages A nonvolatile semiconductor memory device capable of shortening the writing time for writing data stored by
And a method of writing data in a nonvolatile semiconductor memory device.
【0057】[0057]
第1実施形態 図1は第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の
動作を示す波形図、図2は第1の実施形態に係る不揮発
性半導体記憶装置のデータ書き込み時のワード線電位の
変化を示す図、図3(A)、(B)はそれぞれ第1の実
施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の基準電位とビッ
ト線電位との関係を示す図、図4は不揮発性半導体記憶
装置の構成を概略的に示す構成図、図5は第1の実施形
態に係る不揮発性半導体記憶装置が有するセンスアンプ
を示す構成図、図6はセンスアンプの出力と記憶データ
との関係を示す図である。First Embodiment FIG. 1 is a waveform chart showing the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing the word line potential at the time of data writing in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment. FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the relationship between the reference potential and the bit line potential of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, respectively, and FIG. 4 is a diagram showing the nonvolatile semiconductor memory device. FIG. 5 is a schematic diagram showing a sense amplifier included in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an output of the sense amplifier and stored data. It is.
【0058】最初に、第1の実施形態に係るメモリの基
本構成を、図4〜図6を参照して説明する。First, the basic configuration of the memory according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
【0059】図4に示すように、複数個のメモリセルM
Cがマトリックス状に配置された、メモリセルアレイ1
がある。メモリセルMCは各々、ドレインD、ソース
S、浮遊ゲートFG、および制御ゲートCGを有する。
メモリセルMCのドレインDはビット線(列線)BL
に、そのソースSはソース線SLに、その制御ゲートC
Gはワード線(行線)WLに接続されている。浮遊ゲー
トFGは、例えば制御ゲートCGとチャネルとを絶縁す
るゲート絶縁膜中に形成される。メモリセルMCは、基
本的に絶縁ゲート型FETであり、浮遊ゲートFGの帯
電状態に応じて、その閾値電圧を変化させる。メモリセ
ルMCは、データを、閾値電圧に対応させて記憶する。
図4に示すメモリセルアレイ1は、一般にNOR型と呼
ばれるているものである。NOR型は、ビット線BLと
ソース線SLとの間に、メモリセルMCを一つずつ、パ
ラレルに接続していくことを基本として、複数のメモリ
セルMCを集積している。As shown in FIG. 4, a plurality of memory cells M
Memory cell array 1 in which C are arranged in a matrix
There is. Each of the memory cells MC has a drain D, a source S, a floating gate FG, and a control gate CG.
The drain D of the memory cell MC is a bit line (column line) BL
The source S is connected to the source line SL and the control gate C
G is connected to a word line (row line) WL. The floating gate FG is formed, for example, in a gate insulating film that insulates the control gate CG from the channel. The memory cell MC is basically an insulated gate FET, and changes its threshold voltage according to the charged state of the floating gate FG. The memory cell MC stores data in association with the threshold voltage.
The memory cell array 1 shown in FIG. 4 is generally called a NOR type. In the NOR type, a plurality of memory cells MC are integrated on the basis of connecting memory cells MC one by one between a bit line BL and a source line SL.
【0060】ワード線WLは、メモリセルアレイ1の行
を選択するものである。その選択は、行デコーダ2によ
り行われる。行デコーダ2は、図示せぬ行アドレス信号
をデコードし、選択されるワード線WLを決定する。The word line WL is for selecting a row of the memory cell array 1. The selection is made by the row decoder 2. The row decoder 2 decodes a row address signal (not shown) and determines a selected word line WL.
【0061】ビット線BLは、例えばデータの読み出し
時に、選択されたワード線WLに電気的に接続されたメ
モリセルMCのデータを、メモリセルMCの外に、電気
的信号として伝えるものである。メモリセルアレイ1の
列の指定は、列デコーダ3により行われる。列デコーダ
3は、図示せぬ列アドレス信号をデコードし、読み出し
指定する列を決定する。指定された列に属するビット線
BLは、メモリセルMCを、カラムセレクタ4を介し
て、読み出し系回路5に電気的に接続する。読み出し系
回路5に接続されたメモリセルMCは、読み出し系回路
5の出力ノード6の電位を、ビット線BLを介して、変
化させる。出力ノード6の電位の変化量は、メモリセル
MCの導通の状態、即ち、メモリセルMCが流し得るド
レイン電流の量に応じて変化する。ドレイン電流の量
は、メモリセルMCの閾値電圧に応じて変化する。The bit line BL transmits data of the memory cell MC electrically connected to the selected word line WL as an electric signal outside the memory cell MC, for example, at the time of reading data. The column of the memory cell array 1 is specified by the column decoder 3. The column decoder 3 decodes a column address signal (not shown) and determines a column to be read and designated. The bit line BL belonging to the designated column electrically connects the memory cell MC to the readout circuit 5 via the column selector 4. The memory cell MC connected to the read-related circuit 5 changes the potential of the output node 6 of the read-related circuit 5 via the bit line BL. The amount of change in the potential of the output node 6 changes according to the conduction state of the memory cell MC, that is, the amount of drain current that can flow through the memory cell MC. The amount of the drain current changes according to the threshold voltage of the memory cell MC.
【0062】この第1の実施形態では、メモリセルMC
の閾値電圧を四通り設け、一つのメモリセルMCに、2
ビット分のデータを書き込めるようにしている。In the first embodiment, the memory cell MC
Are provided in four ways, and one memory cell MC has two threshold voltages.
Bit data can be written.
【0063】出力ノード6に出力された読み出しデータ
(ビット線電位)は、図5に示すセンスアンプ11,1
2,13それぞれに入力される。センスアンプ11,1
2,13には、互いにレベルの異なる基準電位1,2,
3が与えられている。センスアンプ11,12,13は
それぞれ、ビット線電位と、基準電位1,2,3とを比
較する。これにより、ビット線電位が、図3(A)に示
す基準電位(READ基準電位、VRFY基準電位)1,2,3
に対して、どこに位置しているかを識別する。センスア
ンプ11,12,13はそれぞれ、ビット線電位に応じ
て、図6に示すように、四通りの組み合わせを持った出
力1,2,3を出力し、この出力1,2,3の論理によ
り、2ビット分のデータを識別する。Read data (bit line potential) output to output node 6 is applied to sense amplifiers 11 and 1 shown in FIG.
2 and 13 respectively. Sense amplifier 11, 1
2, 13 have reference potentials 1, 2, 2,
3 are given. The sense amplifiers 11, 12, and 13 compare the bit line potential with reference potentials 1, 2, and 3, respectively. Thus, the bit line potentials are changed to the reference potentials (READ reference potential, VRFY reference potential) 1, 2, 3 shown in FIG.
, Where it is located. As shown in FIG. 6, the sense amplifiers 11, 12, and 13 output outputs 1, 2, and 3, respectively, having four combinations according to the bit line potential. Thus, data of 2 bits is identified.
【0064】第1の実施形態では、通常の読み出しの時
と、メモリセルへのデータの書き込み後、所定のデータ
が書き込まれたかどうかをチェックするためのベリファ
イ読み出しの時とで、基準電位1,2,3を、互いに変
えるようにしている。In the first embodiment, the reference potential 1 and the reference potential 1 are set at the time of normal reading and at the time of verify reading for checking whether or not predetermined data has been written after writing data to the memory cell. 2 and 3 are mutually changed.
【0065】図3(A)には、ベリファイ読み出しの時
の基準電位1,2,3が、“VRFY基準電位1,2,3”
として示されている。また、通常の読み出しの時の基準
電位1,2,3が、“READ基準電位1,2,3”として
示されている。In FIG. 3A, the reference potentials 1, 2, and 3 at the time of the verify read are “VRFY reference potentials 1, 2, 3”.
It is shown as The reference potentials 1, 2, and 3 at the time of normal reading are indicated as "READ reference potentials 1, 2, and 3".
【0066】図3(A)に示すように、第1の実施形態
では、VRFY基準電位1が、READ基準電位1とREAD基準電
位2との中間の電位よりも、所定の値だけ低い電位に設
定される。これを式で表すと、次のようになる。As shown in FIG. 3A, in the first embodiment, the VRFY reference potential 1 is set to a potential lower by a predetermined value than an intermediate potential between the READ reference potential 1 and the READ reference potential 2. Is set. This can be expressed as follows.
【0067】[VRFY基準電位1]=[(READ基準電位1
+READ基準電位2) /2]−[α] ここで、αは所定の正の値 VRFY基準電位1と同様に、VRFY基準電位2は、READ基準
電位2とREAD基準電位3との中間の電位よりも、所定の
値だけ低い電位に設定される。また、VRFY基準電位3
は、READ基準電位3よりも所定の値だけ高い電位に設定
される。このように第1の実施形態では、各VRFY基準電
位1,2,3が、それぞれREAD基準電位1,2,3より
も高い電位に設定される。[VRFY reference potential 1] = [(READ reference potential 1)
+ READ reference potential 2) / 2]-[α] Here, α is a predetermined positive value. Like VRFY reference potential 1, VRFY reference potential 2 is a potential intermediate between READ reference potential 2 and READ reference potential 3. Is set to a potential lower by a predetermined value. VRFY reference potential 3
Is set to a potential higher than the READ reference potential 3 by a predetermined value. Thus, in the first embodiment, each of the VRFY reference potentials 1, 2, and 3 is set to a potential higher than the READ reference potentials 1, 2, and 3, respectively.
【0068】さらに第1の実施形態では、書き込み後の
ベリファイ読み出しの時の、読み出しデータの判定を、
データが外部に出力される、通常の時期よりも遅らせた
時期に、集積回路内部で、あるいはデータを外部に読み
出して行うようにしている。例えば図1に示すように、
通常の読み出しの時に、“0”のデータD1が外部に出
力された時刻TODよりも遅い時刻TJDに、ベリファ
イ読み出し時の読み出しデータを判定するようにしてい
る。なお、図1では、データD1、D2が“01”とな
る例を示している。この読み出しデータの判定は、図2
に示された書き込みサイクルの、“ストローブ”の時期
に行われる。Further, in the first embodiment, the determination of read data at the time of verify read after write is
At a time when data is output to the outside, which is later than a normal time, the data is read out inside the integrated circuit or by reading out the data to the outside. For example, as shown in FIG.
At the time of normal read, the read data at the time of the verify read is determined at a time TJD later than the time TOD when the data D1 of “0” is output to the outside. FIG. 1 shows an example in which the data D1 and D2 are “01”. The determination of the read data is as shown in FIG.
The write cycle is performed at the "strobe" time.
【0069】このストローブの時期は、遅いほど良い。
これは、ストローブの時期は、遅いほど、判定されるデ
ータが、直流電流的に安定するためである。しかし、あ
まり遅くすると、全体の書き込み時間が長くかかる。こ
のため、メモリセルの書き込み特性との関係を考慮し
て、許容できる最適の値に設定すればよい。例えば時刻
TODから、データを判定する時刻TJDまでの時間
は、メモリセルの書き込み特性に応じて比較的長めに設
定されたり、あるいはメモリセルの書き込み特性が優れ
ていれば、あるいは向上すればそれに応じて短縮したり
することも可能である。The later the strobe, the better.
This is because, as the strobe time is later, the data to be determined is more stable in DC current. However, if it is too slow, the entire writing time will be long. Therefore, the optimum value may be set to an allowable value in consideration of the relationship with the write characteristics of the memory cell. For example, the time from time TOD to time TJD for judging data is set relatively long according to the write characteristics of the memory cell, or when the write characteristics of the memory cell are excellent or improved, the time is set accordingly. It is also possible to shorten it.
【0070】現状において、時刻TJDの好ましい一例
を挙げるならば、メモリセルが選択された時刻TMSL
から、例えば1μsec後である。これに対して、時刻
TMSLから、時刻TODまでは、例えば100nse
c後である。このように、時刻TODから、時刻TJD
までの時間は、現状、900nsecが好ましい値であ
る。At present, to give a preferred example of the time TJD, the time TMSL at which the memory cell is selected
From 1 μsec, for example. On the other hand, from time TMSL to time TOD, for example, 100 ns
c later. Thus, from time TOD to time TJD
At present, 900 nsec is a preferable value.
【0071】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶
装置によれば、書き込み後のベリファイ読み出しの時の
読み出しデータの判定を、データが外部に出力される、
通常の時期よりも遅らせた時期に、集積回路内部で、あ
るいはデータを外部に読み出して行う。このため、上記
読み出しデータの判定を、読み出しデータが直流電流的
に、ある程度安定した時期に行うことができる。読み出
しデータが直流電流的に安定した時期に、読み出しデー
タの判定を行うことで、ビット線電位と基準電位とに、
わずかでも差がついた時点、即ち、ビット線電位が、基
準電位をわずかに上回った時点において、データを判定
できる。よって、図3(B)に示すように、ビット線電
位のばらつき“r”は、従来のばらつき“r”に比べて
小さくなり、選択されたメモリセルでの読み出し速度の
ばらつきを、できるだけ小さくすることができる。According to the nonvolatile semiconductor memory device of the first embodiment, the determination of read data at the time of verify read after writing is performed by outputting the data to the outside.
At a time later than the normal time, the reading is performed inside the integrated circuit or outside the data. Therefore, the determination of the read data can be performed at a time when the read data is somewhat stable in terms of DC current. By judging the read data at a time when the read data is stable in terms of DC current, the bit line potential and the reference potential are determined.
The data can be determined at the time when there is a slight difference, that is, when the bit line potential slightly exceeds the reference potential. Therefore, as shown in FIG. 3B, the variation “r” of the bit line potential is smaller than the conventional variation “r”, and the variation of the reading speed in the selected memory cell is reduced as much as possible. be able to.
【0072】読み出し速度のばらつきが小さい、第1の
実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置では、例えば不
揮発性半導体記憶装置の読み出し速度の期待値未達等に
よる特性不良が減り、歩留りが向上する。さらに、読み
出し速度のばらつきが小さいことは、最も遅いセルの読
み出し速度が上がっていることを意味するので、読み出
し速度の、さらなる高速化が促進される等の効果を得る
ことができる。In the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, in which the variation in the read speed is small, for example, the characteristic failure due to the expected value of the read speed of the nonvolatile semiconductor memory device not reaching the expected value is reduced, and the yield is improved. Further, a small variation in the read speed means that the read speed of the slowest cell is increased, so that the read speed can be further accelerated.
【0073】なお、第1の実施形態において、一回の書
き込み時間、例えば図2に示す書き込みパルス幅φpを
できるだけ小さくし、少しずつ書き込みを行うようにす
れば、各メモリセルにおけるビット線の電位のばらつき
“r”は、さらに小さくすることができる。In the first embodiment, if the writing time for one time, for example, the writing pulse width φp shown in FIG. 2 is made as small as possible and writing is performed little by little, the potential of the bit line in each memory cell can be reduced. Can be further reduced.
【0074】第2実施形態 第1の実施形態において、所望のデータが書き込めたか
どうかの判定を、集積回路チップの外部で行う場合は、
電源ノイズについても、考慮されることが望ましい。第
1の実施形態では、ベリファイ読み出しの時には、ビッ
ト線電位のばらつき“r”をできるだけ小さくするため
に、ビット線電位が、基準電位よりもわずかに大きくな
った時に、データを判定する。このことは、ビット線電
位と、基準電位との差が、極めて小さくなることを意味
する。Second Embodiment In the first embodiment, when it is determined whether or not desired data has been written outside the integrated circuit chip,
It is desirable that power supply noise is also considered. In the first embodiment, at the time of verify reading, data is determined when the bit line potential becomes slightly higher than the reference potential in order to minimize the variation “r” of the bit line potential. This means that the difference between the bit line potential and the reference potential is extremely small.
【0075】データが、外部に出力された時、集積回路
内部の電源線には、出力バッファからの充放電電流が流
れ込む。内部の電源線に充放電電流が流れ込むと、集積
回路の内部の電源電圧が変動する。内部の電源電圧が変
動すると、ビット線電位と基準電位とが変化し、例えば
ビット線電位が、基準電位よりも小さくなるように変動
してしまうおそれがある。When data is output to the outside, a charge / discharge current from an output buffer flows into a power supply line inside the integrated circuit. When the charge / discharge current flows into the internal power supply line, the power supply voltage inside the integrated circuit fluctuates. When the internal power supply voltage fluctuates, the bit line potential and the reference potential change. For example, the bit line potential may fluctuate so as to be lower than the reference potential.
【0076】もし、内部の電源電圧の変動によって、ビ
ット線電位が基準電位よりも小さくなるように変動すれ
ば、真には所望のデータが書き込まれていたとしても、
書き込まれていないと判断され、書き込みが繰り返され
る。このような書き込みは、余分な書き込みを、メモリ
セルに与える動作である。このため、第1の実施形態に
より、小さくされたビット線電位のばらつき“r”は、
再び大きくなってしまう可能性がある。If the bit line potential fluctuates so as to be lower than the reference potential due to the fluctuation of the internal power supply voltage, even if the desired data is actually written,
It is determined that the data has not been written, and the writing is repeated. Such writing is an operation of giving extra writing to a memory cell. Therefore, according to the first embodiment, the variation “r” in the bit line potential reduced is
It may grow again.
【0077】このような事情に鑑み、第2の実施形態
は、データを外部に出力して、ベリファイ読み出しの判
定を行う時、電源電圧が、データ出力の時に大きく変化
しないようにしたものである。In view of such circumstances, in the second embodiment, when data is output to the outside and the verify read is determined, the power supply voltage is not largely changed at the time of data output. .
【0078】このため、第2の実施形態では、データを
外部に出力する時、出力データの変化を緩やかにする。
即ち、通常の読み出しの時には、データを急激に出力バ
ッファから外部に出力して、高速なデータ読み出しの維
持につとめる一方で、ベリファイ読み出しの時には、デ
ータを緩やかに出力バッファから外部に出力する。これ
により、ベリファイ読み出し時の、集積回路の内部の電
源変動を小さくすることができる。For this reason, in the second embodiment, when outputting data to the outside, the change of the output data is moderated.
That is, at the time of normal reading, data is rapidly output to the outside from the output buffer to maintain high-speed data reading, while at the time of verify reading, data is gradually output from the output buffer to the outside. This makes it possible to reduce fluctuations in power supply inside the integrated circuit at the time of verify reading.
【0079】図7はこの発明の第2の実施形態に係る不
揮発性半導体記憶装置が有する出力バッファを示す図、
図8は図7に示す出力バッファの回路図、図9は図8に
示す出力バッファに入力される信号のレベルを各モード
毎に示す図、図10(A)〜(D)はそれぞれこの発明
の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のデー
タ出力時の出力波形を示す波形図である。FIG. 7 is a diagram showing an output buffer of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
8 is a circuit diagram of the output buffer shown in FIG. 7, FIG. 9 is a diagram showing the level of a signal input to the output buffer shown in FIG. 8 for each mode, and FIGS. FIG. 9 is a waveform chart showing an output waveform at the time of data output of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
【0080】以下、第2の実施形態を、2ビットの出力
バッファを例にとり説明する。Hereinafter, the second embodiment will be described using a 2-bit output buffer as an example.
【0081】図7に示すように、例えばパッケージ20
によりパッケージされた、不揮発性半導体記憶装置チッ
プ21がある。チップ21には、出力バッファ22がそ
れぞれ、データD1、D2毎に設けられている。出力バ
ッファ22は、検知データ(内部D1、D2)を受け、
ベリファイ信号VR、 /VR(先頭の“ /”は反転信号
を示す、いわゆる“バー”である)、出力イネーブル信
号OE、 /OE(先頭の“ /”は反転信号を示す、いわ
ゆる“バー”である)に従って、検知データを、パッド
23を介して、集積回路チップ20の外部に出力する。
ここで、検知データは、図5に示したセンスアンプ1
1,12,13からの出力1,2,3のレベルを、図示
せぬ論理回路によって、データD1、D2に置換したも
のである。なお、第2の実施形態では、データD1、D
2のうち、出力バッファ22へ入力されるまでを“内部
D1”、“内部D2”と称し、出力バッファ22から出
力された後を“D1”、“D2”と称している。As shown in FIG.
There is a non-volatile semiconductor storage device chip 21 packaged by the company. An output buffer 22 is provided on the chip 21 for each of the data D1 and D2. The output buffer 22 receives the detection data (internal D1, D2),
Verify signals VR, / VR (leading "/" indicates inverted signal, so-called "bar"), output enable signals OE, / OE (leading "/" indicates inverted signal, so-called "bar") The detection data is output to the outside of the integrated circuit chip 20 via the pad 23 in accordance with (a).
Here, the detected data is the sense amplifier 1 shown in FIG.
The levels of outputs 1, 2, 3 from 1, 12, 13 are replaced with data D1, D2 by a logic circuit (not shown). In the second embodiment, the data D1, D
2, the data up to the input to the output buffer 22 are referred to as “internal D1” and “internal D2”, and the data output from the output buffer 22 are referred to as “D1” and “D2”.
【0082】次に、その出力バッファの一回路例を、図
8、図9を参照して説明する。Next, an example of a circuit of the output buffer will be described with reference to FIGS.
【0083】図8に示す出力バッファ22の一回路例に
おいては、図9に示すように、通常の読み出し時、信号
OEは“1”、その反転信号 /OEは“0”にされる。
また、信号VRは“0”、その反転信号 /VRは“1”
にされる。このため、図8に示すPチャネル型MOSF
ET(以下、PMOS)33、及びNチャネル型MOS
FET(以下、NMOS)41はオフし、NMOS3
5,38,PMOS39,42はオンする。In the circuit example of the output buffer 22 shown in FIG. 8, as shown in FIG. 9, during normal reading, the signal OE is set to "1" and the inverted signal / OE is set to "0".
Further, the signal VR is "0", and the inverted signal / VR is "1".
To be. Therefore, the P-channel type MOSF shown in FIG.
ET (hereinafter, PMOS) 33 and N-channel type MOS
The FET (hereinafter, NMOS) 41 is turned off, and the NMOS 3
5, 38 and the PMOS 39, 42 are turned on.
【0084】今、検知データが“1”ならば、NMOS
34,37はオンし、PMOS36はオフする。このた
め、NMOS34,35およびNMOS37,38によ
って、PMOS31のゲートが“0”レベルに放電さ
れ、PMOS31がオンし、外部に“1”のデータが出
力される。また、NMOS44がオンし、PMOS4
0,43がオフするので、NMOS32のゲートも
“0”レベルに放電され、NMOS32がオフする。If the detection data is "1", the NMOS
34 and 37 are turned on, and the PMOS 36 is turned off. Therefore, the gates of the PMOS 31 are discharged to the “0” level by the NMOSs 34 and 35 and the NMOSs 37 and 38, the PMOS 31 is turned on, and data “1” is output to the outside. Also, the NMOS 44 turns on and the PMOS 4
Since 0 and 43 are turned off, the gate of the NMOS 32 is also discharged to the “0” level, and the NMOS 32 is turned off.
【0085】このように、図8に示す出力バッファ22
では、通常の読み出し時、検知データが“1”レベルの
時には、PMOS31のゲートが、NMOS34,3
5、およびNMOS37,38の二つの電流経路によ
り、“0”レベルに放電される。このため、PMOS3
1のゲートは、急速に“0”レベルになる。よって、図
10(A)に示すように、出力バッファ22は、そのP
MOS31を通して、外部出力端子、例えば図7に示す
アウターリード端子24を、急速に充電する。As described above, the output buffer 22 shown in FIG.
In normal reading, when the detection data is at the “1” level, the gate of the PMOS 31 is connected to the NMOSs 34 and 3.
5 and two current paths, NMOS 37 and 38, are discharged to "0" level. Therefore, the PMOS3
The 1 gate quickly goes to "0" level. Therefore, as shown in FIG. 10A, the output buffer 22
An external output terminal, for example, an outer lead terminal 24 shown in FIG.
【0086】また、検知データが“0”レベルの時に
は、NMOS34,37はオフし、PMOS36はオン
する。このため、PMOS36によって、PMOS31
のゲートが“1”レベルに充電され、PMOS31はオ
フする。また、NMOS44がオフし、PMOS40,
43がオンするので、NMOS32のゲートも“1”レ
ベルに充電され、NMOS32はオンする。When the detection data is at "0" level, the NMOSs 34 and 37 are turned off and the PMOS 36 is turned on. Therefore, the PMOS 36 causes the PMOS 31
Is charged to the “1” level, and the PMOS 31 is turned off. Further, the NMOS 44 is turned off, and the PMOS 40,
Since 43 is turned on, the gate of the NMOS 32 is also charged to the “1” level, and the NMOS 32 is turned on.
【0087】このように、通常の読み出し時、検知デー
タが“0”レベルの時には、NMOS32のゲートが、
PMOS39,40、およびPMOS42,43の二つ
の電流経路により、急速に“1”レベルに充電されるた
め、NMOS32のゲートは、急速に“1”レベルにな
る。よって、図10(B)に示すように、出力バッファ
22は、NMOS32を通して、リード端子24を、急
速に放電する。As described above, at the time of normal reading, when the detection data is at the “0” level, the gate of the NMOS 32 is
Since the two current paths of the PMOSs 39 and 40 and the PMOSs 42 and 43 are rapidly charged to the “1” level, the gate of the NMOS 32 quickly becomes the “1” level. Therefore, as shown in FIG. 10B, the output buffer 22 rapidly discharges the lead terminal 24 through the NMOS 32.
【0088】一方、ベリファイ読み出しの時には、信号
OEは“1”のまま、信号 /OEは“0”のままである
が、信号VRは“1”に、信号 /VRは“0”にされ
る。よって、PMOS33,NMOS41、NMOS3
8,PMOS42はそれぞれオフし、NMOS35,P
MOS39はオンする。On the other hand, at the time of verify reading, the signal OE remains at "1" and the signal / OE remains at "0", but the signal VR is set to "1" and the signal / VR is set to "0". . Therefore, PMOS 33, NMOS 41, NMOS 3
8, the PMOS 42 is turned off, and the NMOS 35, P
The MOS 39 turns on.
【0089】ベリファイ読み出しにおいて、検知データ
が“1”レベルならば、NMOS34,37はオンし、
PMOS36はオフする。この時、NMOS38がオフ
のため、NMOS34,35によって、PMOS31の
ゲートが“0”レベルに放電され、PMOS31がオン
し、外部に“1”レベルのデータが出力される。In the verify reading, if the detected data is at the “1” level, the NMOSs 34 and 37 are turned on,
The PMOS 36 turns off. At this time, since the NMOS 38 is turned off, the gate of the PMOS 31 is discharged to the “0” level by the NMOSs 34 and 35, the PMOS 31 is turned on, and “1” level data is output to the outside.
【0090】このように、ベリファイ読み出しの時、検
知データが“1”レベルの時には、通常の読み出しの時
と異なり、PMOS31のゲートが、NMOS34,3
5の一つの電流経路でしか“0”レベルに放電されな
い。このため、PMOS31のゲートは、ゆっくりと
“0”レベルに放電されていき、PMOS31の導通抵
抗が徐々に小さくなる。よって、図10(C)に示すよ
うに、PMOS31を通して、リード端子24が、ゆっ
くりと充電されることになる。As described above, at the time of the verify read, when the detection data is at the "1" level, the gate of the PMOS 31 is connected to the NMOS 34, 3 unlike the normal read.
5 only one current path discharges to the "0" level. For this reason, the gate of the PMOS 31 is gradually discharged to the “0” level, and the conduction resistance of the PMOS 31 gradually decreases. Therefore, as shown in FIG. 10C, the lead terminal 24 is slowly charged through the PMOS 31.
【0091】また、検知データが“0”レベルの時に
は、NMOS44がオフし、PMOS40,43がオン
するが、PMOS42がオフなので、PMOS39,4
0を通して、NMOS32のゲートが“1”レベルに充
電される。When the detection data is at "0" level, the NMOS 44 is turned off and the PMOSs 40 and 43 are turned on, but since the PMOS 42 is off, the PMOSs 39 and 4 are turned off.
Through 0, the gate of the NMOS 32 is charged to the “1” level.
【0092】このように、ベリファイ読み出しの時、検
知データが“0”レベルの時にも、通常の読み出しの時
と異なり、NMOS32のゲートが、PMOS39,4
0の一つの電流経路でしか、“1”レベルに充電され
ず、NMOS32のゲートは、徐々に“1”レベルにな
る。よって、図10(D)に示すように、NMOS32
を通して、リード端子24が、徐々に放電されることに
なる。As described above, at the time of verify reading, even when the sensed data is at the "0" level, unlike the case of normal reading, the gate of the NMOS 32 is connected to the PMOS 39,4.
Only one current path of 0 is charged to the “1” level, and the gate of the NMOS 32 gradually becomes the “1” level. Therefore, as shown in FIG.
, The lead terminal 24 is gradually discharged.
【0093】このような第2の実施形態では、データを
外部に出力するためのトランジスタのゲートの充電、あ
るいは放電が、通常の読み出しの時よりも、ベリファイ
読み出しの時の方が遅くなるようにしている。これによ
り、出力バッファ22は、通常の読み出しの時よりも、
ベリファイ読み出しの時の方が、リード端子24の充放
電をゆっくりと行うようになり、リード端子24の充放
電時の、電源線Vs、Vcに流れ込む電流の変化を、通
常読み出し時よりも小さくできる。よって、ベリファイ
読み出し時に、集積回路の内部の電源電圧変動が小さく
なり、たとえビット線電位と基準電位との電位差が小さ
くても、図5に示したような、センスアンプ11,1
2、13は、データを正確に検出することができる。In the second embodiment, the charge or discharge of the gate of the transistor for outputting data to the outside is set to be slower at the time of verify reading than at the time of normal reading. ing. As a result, the output buffer 22 becomes more
At the time of verify reading, the charging and discharging of the lead terminals 24 are performed more slowly, and the change in the current flowing into the power supply lines Vs and Vc during the charging and discharging of the lead terminals 24 can be made smaller than at the time of normal reading. . Therefore, at the time of verify reading, the fluctuation of the power supply voltage inside the integrated circuit becomes small, and even if the potential difference between the bit line potential and the reference potential is small, as shown in FIG.
2, 13 can accurately detect data.
【0094】第3実施形態 第1、第2の実施形態において、メモリセルにデータを
書き込む時には、メモリセルの制御ゲートに、所定の書
き込み電圧Vppを印加する。この電圧Vppは、“0
1”のデータ、“10”のデータ、“11”のデータの
いずれを書き込む時にも、一定の値である。Third Embodiment In the first and second embodiments, when writing data to a memory cell, a predetermined write voltage Vpp is applied to a control gate of the memory cell. This voltage Vpp is "0
The value is constant when any of the data “1”, the data “10”, and the data “11” is written.
【0095】これに対し、第3の実施形態は、メモリセ
ルにデータを書き込む時に、メモリセルの制御ゲートに
印加する電圧の値を、書き込むべきデータに応じて、変
えるようにしたものである。On the other hand, in the third embodiment, when writing data to a memory cell, the value of the voltage applied to the control gate of the memory cell is changed according to the data to be written.
【0096】第3の実施形態を説明する前に、図11を
参照して、メモリセルへのデータの書き込み、およびデ
ータの消去について説明する。Before describing the third embodiment, writing of data to a memory cell and erasing of data will be described with reference to FIG.
【0097】図11(A)は、オフセットゲート部が無
いタイプのメモリセルの断面の模式図、図11(B)
は、オフセットゲート部が有るタイプのメモリセルの断
面の模式図である。FIG. 11A is a schematic view of a cross section of a memory cell having no offset gate portion, and FIG.
FIG. 3 is a schematic view of a cross section of a memory cell of a type having an offset gate portion.
【0098】メモリセルから、データを消去する時に
は、ワード線に接続される制御ゲートCGの電位を0V
とし、同図(A)に示すセルでは、ドレインD、あるい
はソースSのいずれかに高い電圧を与え、同図(B)に
示すセルでは、ドレインDに高い電圧を与える。これに
より、電子を、浮遊ゲートFGから放出させる。When erasing data from a memory cell, the potential of the control gate CG connected to the word line is set to 0V
In the cell shown in FIG. 2A, a high voltage is applied to either the drain D or the source S, and in the cell shown in FIG. 2B, a high voltage is applied to the drain D. As a result, electrons are emitted from the floating gate FG.
【0099】このような消去の時、同図(A)に示すセ
ルでは、メモリトランジスタ部MTの閾値電圧が、負の
値にならないようにしなければならず、制御が複雑にな
る。メモリトランジスタ部MTは、制御ゲートCGが、
浮遊ゲートFGを介して、チャネルCHに容量結合する
部分である。At the time of such erasing, in the cell shown in FIG. 9A, the threshold voltage of the memory transistor section MT must be prevented from becoming a negative value, which complicates the control. In the memory transistor unit MT, the control gate CG
This portion is capacitively coupled to the channel CH via the floating gate FG.
【0100】これに対して、同図(B)に示すセルで
は、オフセットゲート部OGを持つため、メモリトラン
ジスタ部MTの閾値電圧は、負の値になってもよく、同
図(A)に示すセルよりも、消去時の制御が簡単になる
という利点を有している。オフセットゲート部OGは、
メモリトランジスタ部MTと異なり、制御ゲートCG
が、浮遊ゲートFGを介さずに、チャネルCHに容量結
合する部分である。On the other hand, the cell shown in FIG. 10B has the offset gate portion OG, so that the threshold voltage of the memory transistor portion MT may be a negative value. There is an advantage that the control at the time of erasing is simpler than the cell shown. The offset gate OG is
Unlike the memory transistor section MT, the control gate CG
Are capacitively coupled to the channel CH without passing through the floating gate FG.
【0101】しかし、セルの微細化の容易さは、同図
(A)に示すセルのほうが、例えばオフセットゲート部
“OG”を形成せずに済む分、同図(B)に示すセルよ
りも小さくでき、優れている。However, the ease of miniaturization of the cell is higher in the cell shown in FIG. 2A than in the cell shown in FIG. 2B because the offset gate portion “OG” does not have to be formed, for example. It can be small and is excellent.
【0102】これらのような利点を有した、図11
(A)、(B)に示すセルのいずれにおいても、閾値電
圧が、最も低くなる状態は、データを消去した時の状態
である。FIG. 11 has the above advantages.
In each of the cells shown in (A) and (B), the state where the threshold voltage is the lowest is the state when data is erased.
【0103】セルの閾値電圧と記憶データとの関係を図
12に示す。FIG. 12 shows the relation between the threshold voltage of the cell and the stored data.
【0104】図12に示すように、データを消去した時
の状態、即ち、最も低い閾値電圧Vth1が“00”の
データを記憶した状態に対応する。As shown in FIG. 12, this corresponds to a state where data is erased, that is, a state where data having the lowest threshold voltage Vth1 of "00" is stored.
【0105】メモリセルに、“01”、“10”、“1
1”のデータを書き込む時には、図11(A)、(B)
に示すセルのいずれにおいても、ドレインD、および制
御ゲートCGにそれぞれ所定の電圧を与え、ソースSを
0Vとする。これにより、チャネルCHに電流が流れ、
浮遊ゲートFGに電子が注入される。この電子の注入
を、それぞれ対応した閾値電圧Vth2、Vth3、V
th4となるまで行う。"01", "10", "1"
When writing the data of "1", FIGS. 11A and 11B
In each of the cells shown in (1), a predetermined voltage is applied to the drain D and the control gate CG, and the source S is set to 0V. As a result, a current flows through the channel CH,
Electrons are injected into the floating gate FG. The injection of the electrons is performed by using the corresponding threshold voltages Vth2, Vth3, and Vth.
Repeat until th4.
【0106】第3の実施形態においては、“01”、
“10”、“11”のデータを書き込む時、図13に示
すように、設定したい、閾値電圧の値Vth2、Vth
3、Vth4に応じて、少なくとも制御ゲートCGに供
給する電圧の値を“Vpp1”、“Vpp2”、“Vp
p3”というように変化させる。In the third embodiment, “01”,
When writing “10” and “11” data, as shown in FIG. 13, the threshold voltage values Vth2, Vth
3 and Vth4, at least the value of the voltage supplied to the control gate CG is set to “Vpp1”, “Vpp2”, “Vp4”.
p3 ".
【0107】即ち、メモリセルの閾値電圧を、2番目に
低い閾値電圧Vth2に設定する時には、メモリセルの
制御ゲートCGに、最も低い書き込み電圧Vpp1を供
給して、浮遊ゲートFGに電子を注入する。電子を注入
した後、第1の実施形態で説明したように、チェックの
ためのベリファイ読み出しを行う。この注入と、ベリフ
ァイ読み出しとを、所定の値、即ち、メモリセルの閾値
電圧がVth2となるまで、繰り返し行う。同様に、メ
モリセルの閾値電圧を、3番目に低い閾値電圧Vth3
に設定する時には、メモリセルの制御ゲートCGに、2
番目に低い書き込み電圧Vpp2を供給して、浮遊ゲー
トFGに電子を注入する。同様に、メモリセルの閾値電
圧を、最も高い閾値電圧Vth4に設定する時には、メ
モリセルの制御ゲートCGに、最も高い書き込み電圧V
pp3を供給して、浮遊ゲートFGに電子を注入する。That is, when setting the threshold voltage of the memory cell to the second lowest threshold voltage Vth2, the lowest write voltage Vpp1 is supplied to the control gate CG of the memory cell, and electrons are injected into the floating gate FG. . After the electrons are injected, the verify read for checking is performed as described in the first embodiment. This injection and verify read are repeatedly performed until a predetermined value, that is, the threshold voltage of the memory cell becomes Vth2. Similarly, the threshold voltage of the memory cell is set to the third lowest threshold voltage Vth3.
Is set to 2 in the control gate CG of the memory cell.
The second lowest write voltage Vpp2 is supplied to inject electrons into the floating gate FG. Similarly, when setting the threshold voltage of the memory cell to the highest threshold voltage Vth4, the highest write voltage V
pp3 is supplied to inject electrons into the floating gate FG.
【0108】第3の実施形態のように、制御ゲートCG
に供給する電圧を、閾値電圧Vth2、Vth3、Vt
h4に応じて変化させる時、その変化の量は、書き込み
終了後の閾値電圧に対応させると良い。以下、この根拠
を説明する。As in the third embodiment, the control gate CG
To the threshold voltages Vth2, Vth3, Vt
When changing according to h4, the amount of the change may correspond to the threshold voltage after the end of writing. Hereinafter, this basis will be described.
【0109】メモリセルのチャネルCHを制御する、言
い換えればメモリセルのオン /オフを制御するのは、実
質的に浮遊ゲートFGの電位である。閾値電圧が異なっ
ていても、メモリセルがオンする時の浮遊ゲートFGの
電位は、同じ電位である。It is the potential of the floating gate FG that controls the channel CH of the memory cell, in other words, controls on / off of the memory cell. Even when the threshold voltages are different, the potential of the floating gate FG when the memory cell is turned on is the same.
【0110】メモリセルがオンする時、例えば閾値電圧
がVth1のメモリセルは、制御ゲートCGに電圧Vt
h1を与えた時にオンする。同様に、閾値電圧Vth2
のメモリセルは、制御ゲートCGに電圧Vth2を与え
た時にオンする。これは、閾値電圧Vth1のメモリセ
ルの制御ゲートCGに電圧Vth1を与えた時、および
閾値電圧Vth2のメモリセルの制御ゲートCGに電圧
Vth2を与えた時のいずれにおいても、浮遊ゲートF
Gの電位は同じとなることを意味している。When the memory cell is turned on, for example, the memory cell whose threshold voltage is Vth1 is supplied to the control gate CG with the voltage Vt.
Turns on when h1 is given. Similarly, the threshold voltage Vth2
Are turned on when the voltage Vth2 is applied to the control gate CG. This is because the floating gate F is applied both when the voltage Vth1 is applied to the control gate CG of the memory cell having the threshold voltage Vth1 and when the voltage Vth2 is applied to the control gate CG of the memory cell having the threshold voltage Vth2.
This means that the potential of G is the same.
【0111】また、浮遊ゲートFGは、制御ゲートCG
に容量結合する。このため、浮遊ゲートFGの電位が中
性の状態にあるとすれば、浮遊ゲートFGの電位は、制
御ゲートCGの電位の関数になる。ここで、ドレイン
D、ソースSをそれぞれ0V、制御ゲートCGの電位を
VCGと仮定する。このとき、浮遊ゲートFGの電位を
VFGと置けば、制御ゲートCGとの容量結合によって
決まる浮遊ゲートFGの電位VFGは、次式で表わされ
る。The floating gate FG is connected to the control gate CG
Capacitively coupled to Therefore, assuming that the potential of the floating gate FG is in a neutral state, the potential of the floating gate FG becomes a function of the potential of the control gate CG. Here, it is assumed that the drain D and the source S are each 0 V, and the potential of the control gate CG is VCG. At this time, if the potential of the floating gate FG is set to VFG, the potential VFG of the floating gate FG determined by the capacitive coupling with the control gate CG is expressed by the following equation.
【0112】VFG=β×VCG ここで、βは0と1との間の任意の数値 メモリセルがオンする時の浮遊ゲートFGの電位は、メ
モリセルの閾値電圧によらず、一定である。VFG = β × VCG Here, β is an arbitrary value between 0 and 1 The potential of the floating gate FG when the memory cell is turned on is constant regardless of the threshold voltage of the memory cell.
【0113】今、閾値電圧がVth2のメモリセルにつ
いて考えると、制御ゲートCGに電圧Vth2の電圧を
印加した時にオンする。注入されている電子によって、
負の方向に下げられた浮遊ゲートFGの電位を“V2”
とし、制御ゲートCGにVth2の電圧を印加した時の
浮遊ゲートFGの電位を“VFG2”とすると、電位V
FG2は、下記の(1)式により表すことができる。Now, considering a memory cell having a threshold voltage of Vth2, it turns on when a voltage of Vth2 is applied to the control gate CG. Depending on the injected electrons,
The potential of the floating gate FG lowered in the negative direction is set to “V2”
Assuming that the potential of the floating gate FG when applying the voltage Vth2 to the control gate CG is “VFG2”, the potential V
FG2 can be represented by the following equation (1).
【0114】 [VFG2]=[Vth2×β−V2] … (1) さらに、このメモリセルの制御ゲートCGにVth3の
電圧を与えた時の浮遊ゲートFGの電位を“VFG2
3”とする。この電位“VFG23”は、下記の(2)
式により表される。[VFG2] = [Vth2 × β−V2] (1) Further, when the voltage Vth3 is applied to the control gate CG of this memory cell, the potential of the floating gate FG is set to “VFG2”.
The potential "VFG23" is determined by the following (2)
It is represented by an equation.
【0115】 [VFG23]=[Vth3×β−V2] … (2) また、閾値電圧がVth3のメモリセルでは、注入され
ている電子によって負の方向に下げられた浮遊ゲートF
Gの電位を“V3”とし、制御ゲートCGにVth3の
電圧を印加した時の浮遊ゲートFGの電位を“VFG
3”とすると、電位VFG3は、下記の(3)式により
表すことができる。[VFG23] = [Vth3 × β−V2] (2) In the memory cell with the threshold voltage Vth3, the floating gate F lowered in the negative direction by the injected electrons.
G is set to “V3”, and the potential of the floating gate FG when the voltage of Vth3 is applied to the control gate CG is set to “VFG”.
Assuming 3 ″, the potential VFG3 can be expressed by the following equation (3).
【0116】 [VFG3]=[Vth3×β−V3] … (3) 即ち、閾値電圧Vth2のメモリセルは、浮遊ゲートF
Gの電位が(1)式に示す“VFG2”の時にオンし、
閾値電圧Vth3のメモリセルは、浮遊ゲートFGの電
位が(3)式に示す“VFG3”の時にオンするので、
(1)式と(3)式とは互いに等しく、下記の(4)式
が成立する。[VFG3] = [Vth3 × β−V3] (3) That is, the memory cell having the threshold voltage Vth2 has a floating gate F
Turns on when the potential of G is “VFG2” shown in equation (1),
Since the memory cell having the threshold voltage Vth3 is turned on when the potential of the floating gate FG is "VFG3" shown in the equation (3),
Equations (1) and (3) are equal to each other, and the following equation (4) holds.
【0117】 [Vth3×β−V3]=[Vth2×β−V2] … (4) 閾値電圧がVth3のメモリセルの方が、閾値電圧がV
th2のメモリセルよりも、電子の注入量は多いので、
電子の注入量による差は、下記の(5)式のようにな
る。[Vth3 × β-V3] = [Vth2 × β-V2] (4) The threshold voltage of the memory cell having the threshold voltage of Vth3 is V
Since the injection amount of electrons is larger than that of the memory cell of th2,
The difference depending on the amount of injected electrons is expressed by the following equation (5).
【0118】 [V3−V2]=[(Vth3×β)−(Vth2×β)] =[β(Vth3−Vth2)] … (5) メモリセルを、Vth2の閾値電圧に設定するために、
制御ゲートCGに電圧Vpp1を与えて書き込みを行
い、書き込みが終わった時の電圧Vpp1を与えた状態
での浮遊ゲートの電位を“VFG2P”とすると、この
電位VFG2Pは、下記の(6)式のようになる。[V3−V2] = [(Vth3 × β) − (Vth2 × β)] = [β (Vth3−Vth2)] (5) In order to set the memory cell to the threshold voltage of Vth2,
When the voltage Vpp1 is applied to the control gate CG to perform writing, and the potential of the floating gate when the voltage Vpp1 at the time of completion of the writing is applied is “VFG2P”, this potential VFG2P is expressed by the following equation (6). Become like
【0119】 [VFG2P] =[Vpp1×β−V2] … (6) 電子は、浮遊ゲートFGの正の電位に引かれ、これに注
入されるので、浮遊ゲートFGへの電子の注入は、浮遊
ゲートFGの電位の大小に依存する。メモリセルの閾値
電圧をVth3に設定する時、制御ゲートCGに電圧V
pp2を与えて、電子の注入が完了した時の浮遊ゲート
FGの電位を、メモリセルの閾値電圧をVth2に設定
した時に、注入が完了した時の浮遊ゲートFGの電位と
同一の電位にするには、上記(6)式を利用して、下記
の(7)式を満足すれば良い。[VFG2P] = [Vpp1 × β−V2] (6) Since the electrons are drawn to the positive potential of the floating gate FG and injected into the floating gate FG, the injection of the electrons into the floating gate FG is performed by floating. It depends on the level of the potential of the gate FG. When the threshold voltage of the memory cell is set to Vth3, the voltage V is applied to the control gate CG.
pp2, the potential of the floating gate FG when the injection of electrons is completed is set to the same potential as the potential of the floating gate FG when the injection is completed when the threshold voltage of the memory cell is set to Vth2. Can be obtained by using the above equation (6) and satisfying the following equation (7).
【0120】 [Vpp2×β−V3] =VFG2P =[Vpp1×β−V2] …(7) 上記(7)式を満たす電圧Vpp2は、上記(7)式を
変形して、下記の(8)式により与えられる。[Vpp2 × β-V3] = VFG2P = [Vpp1 × β-V2] (7) The voltage Vpp2 satisfying the above equation (7) is obtained by modifying the above equation (7) and applying the following equation (8) Given by the equation.
【0121】 Vpp2=[Vpp1+{(V3−V2) /β}] … (8) 即ち、電圧Vpp2を、電圧Vpp1よりも、{(V3
−V2) /β}だけ高い電圧に設定すれば良い。上記
(5)式より、(V3−V2)は、[β(Vth3−V
th2)]であるから、これを、(8)式に代入すれ
ば、下記の(9)式が得られる。Vpp2 = [Vpp1 + {(V3−V2) / β}] (8) That is, the voltage Vpp2 is set to {(V3
−V2) It is sufficient to set the voltage higher by / β}. From the above equation (5), (V3-V2) is [β (Vth3-V
th2)], substituting this into equation (8) yields the following equation (9).
【0122】 Vpp2=Vpp1+(Vth3−Vth2) … (9) この(9)式に示されるように、設定したい、閾値電圧
の差の分だけ、高い電圧を供給すれば良いことがわか
る。Vpp2 = Vpp1 + (Vth3−Vth2) (9) As shown in the equation (9), it is understood that it is sufficient to supply a higher voltage by the difference between the threshold voltages to be set.
【0123】メモリセルの閾値電圧をVth4に設定す
る時も同様に、メモリセルの制御ゲートCGに与える電
圧Vpp3は、メモリセルの閾値電圧Vth2に設定し
た時に与えた電圧Vpp1よりも、閾値電圧Vth4か
ら、閾値電圧Vth2を減算した値だけ、高い電圧に設
定すれば良い。Similarly, when the threshold voltage of the memory cell is set to Vth4, the voltage Vpp3 applied to the control gate CG of the memory cell is higher than the voltage Vpp1 applied when the threshold voltage Vth2 of the memory cell is set. Is set to a higher voltage by a value obtained by subtracting the threshold voltage Vth2 from.
【0124】このように、第3の実施形態では、書き込
むデータに対応して、書き込み用の電圧を変化させてい
るので、書き込み完了後の浮遊ゲートFGの電位状態を
等しくでき、電子を浮遊ゲートFGへ注入する時、浮遊
ゲートFGとチャネルCHとの電位差を、書き込みデー
タの値によらず等しくできる、という利点を得ることが
できる。As described above, in the third embodiment, since the voltage for writing is changed in accordance with the data to be written, the potential state of the floating gate FG after writing is completed can be made equal, and electrons can be transferred to the floating gate. When injecting into the FG, the advantage that the potential difference between the floating gate FG and the channel CH can be equalized regardless of the value of the write data can be obtained.
【0125】また、第3の実施形態では、設定すべき閾
値電圧の差の分だけ、大きな電圧を供給するようにした
が、これは、設定すべき閾値電圧に対応した基準電位の
差の分だけ、高い電圧を供給するようにしても良い。例
えば図3(A)に示すビット線電位3の“10”のデー
タを書き込む時には、ビット線電位2の“01”のデー
タを書き込んだ時に制御ゲートCGに与えた電圧より
も、VRFY基準電位2とVRFY基準電位1との差の分だけ、
あるいはREAD基準電位2とREAD基準電位1との差の分だ
け、高い電圧を与えるようにしても良い。In the third embodiment, a large voltage is supplied by the difference between the threshold voltages to be set. However, this is because of the difference between the reference potentials corresponding to the threshold voltages to be set. Only a high voltage may be supplied. For example, when the data of “10” of the bit line potential 3 shown in FIG. 3A is written, the VRFY reference potential 2 is higher than the voltage applied to the control gate CG when the data of “01” of the bit line potential 2 is written. And the difference between VRFY reference potential 1 and
Alternatively, a voltage higher by the difference between the READ reference potential 2 and the READ reference potential 1 may be applied.
【0126】次に、第3実施形態に係る不揮発性半導体
記憶装置の構成を説明する。第1、第2実施形態では、
図4に示したように、メモリセルMCをマトリックス状
に配置して、1つのメモリセルMCに、複数ビット分の
データを記憶するようにしたものである。Next, the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment will be described. In the first and second embodiments,
As shown in FIG. 4, memory cells MC are arranged in a matrix, and a plurality of bits of data are stored in one memory cell MC.
【0127】1つのワード線(行線)WLに接続され
た、一つのメモリセルMCにデータを書き込む時には、
図4に示す構成を持つメモリセルアレイ1を複数個配置
し、ワード線(行線)WLを、複数個のメモリセルアレ
イ1で共通に接続した構成とすることもできる。そのよ
うな構成を、図14に示す。When writing data to one memory cell MC connected to one word line (row line) WL,
A configuration in which a plurality of memory cell arrays 1 having the configuration shown in FIG. 4 are arranged and word lines (row lines) WL are commonly connected to the plurality of memory cell arrays 1 may be adopted. Such a configuration is shown in FIG.
【0128】図14は、第3の実施形態に係る不揮発性
半導体記憶装置の構成を概略的に示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
【0129】図14に示すように、4つのメモリセルア
レイ1−1〜1−4が設けられている。ワード線WL
1、WL2、…は、4つのメモリセルアレイ1−1〜1
−4で、互いに共通となっている。カラムセレクタ4
(4−1〜4−4)は、メモリセルアレイ1−1〜1−
4毎に、合計4つ設けられている。読み出し系回路5
(5−1〜5−4)、および書き込み系回路7(7−1
〜7−4)についても同様に、メモリセルアレイ1−1
〜1−4毎に、合計4つ設けられている。As shown in FIG. 14, four memory cell arrays 1-1 to 1-4 are provided. Word line WL
, WL2,... Represent four memory cell arrays 1-1 to 1-1.
-4 are common to each other. Column selector 4
(4-1 to 4-4) correspond to the memory cell arrays 1-1 to 1-
For every four, a total of four are provided. Readout circuit 5
(5-1 to 5-4) and the write system circuit 7 (7-1)
7-4), the memory cell array 1-1
There are a total of four provided for each of .about.1-4.
【0130】図14に示すような構成では、データが書
き込まれるメモリセルMCが、1つワード線(行線)W
Lに、複数個存在することになる。例えば図14に示す
例では、ワード線WL1が選択された時、ワード線WL
1に制御ゲートを接続し、ドレインを、同一のカラム選
択信号により指定されるビット線BL11、BL12、
BL13、BL14にドレインを接続したメモリセルM
C111、メモリセルMC112、メモリセルMC11
3、メモリセルMC114に、データが書き込まれる。In the structure shown in FIG. 14, one memory cell MC to which data is written has one word line (row line) W
In L, there are a plurality. For example, in the example shown in FIG. 14, when the word line WL1 is selected, the word line WL
1 is connected to the control gate, and the drains are connected to the bit lines BL11, BL12,.
Memory cell M with drain connected to BL13, BL14
C111, memory cell MC112, memory cell MC11
3. Data is written to the memory cell MC114.
【0131】このように、1つワード線WLに、データ
が書き込まれるメモリセルMCが複数個存在する第3の
実施形態では、2番目に低い閾値電圧Vth2に設定さ
れるデータ“01”から書き込みを始め、順次閾値電圧
が高くなるように、3番目に低い閾値電圧Vth3に設
定されるデータ“10”、最も高い閾値電圧Vth4に
設定されるデータ“11”の順に書き込んでいく。As described above, in the third embodiment in which a plurality of memory cells MC to which data is written exist on one word line WL, the data is written starting from the data "01" set to the second lowest threshold voltage Vth2. , Data "10" set to the third lowest threshold voltage Vth3, and data "11" set to the highest threshold voltage Vth4 are written in this order so that the threshold voltages are sequentially increased.
【0132】さらに、第3の実施形態では、例えば図1
4に示すメモリセルMC112に、データ“01”を書
き込むため、メモリセルMC112の浮遊ゲートFGに
電子を注入している時、データ“10”を書き込むメモ
リセルMC113の浮遊ゲートFG、データ“11”を
書き込むメモリセルMC114の浮遊ゲートFGそれぞ
れにも、電子を注入し、これらの閾値電圧を高めるよう
にしている。このため、書き込み電圧は、ビット線BL
12だけでなく、ビット線BL13、ビット線BL14
にも供給し、各メモリセルMC112〜MC114のド
レインに、それぞれ書き込み電圧を与える。これを、図
15に示す。Further, in the third embodiment, for example, FIG.
In order to write data “01” to the memory cell MC112 shown in FIG. 4, when electrons are injected into the floating gate FG of the memory cell MC112, the floating gate FG of the memory cell MC113 to which data “10” is written and the data “11” are written. Is also injected into each of the floating gates FG of the memory cells MC114 in which the threshold voltage is written. For this reason, the write voltage is applied to the bit line BL.
12 as well as bit lines BL13 and BL14
And a write voltage is applied to the drain of each of the memory cells MC112 to MC114. This is shown in FIG.
【0133】図15は、第3の実施形態に係る書き込み
時におけるメモリセルのドレイン電位、およびワード線
電位の変化を示す波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram showing changes in the drain potential and the word line potential of the memory cell at the time of writing according to the third embodiment.
【0134】図15に示すように、データ“01”を書
き込む、即ち、閾値電圧をVth2に設定する時には、
ワード線WL1に、電圧Vpp1を供給するとともに、
メモリセルMC112〜MC114のドレインに、所定
の書き込み電圧、例えば電圧Vcを与える。なお、デー
タ“01”を書き込む時のベリファイ読み出しは、メモ
リセルMC112のみで行われてもよく、メモリセルM
C112、メモリセルMC113、メモリセルMC11
4の3つで行われても良い。As shown in FIG. 15, when writing data "01", that is, when setting the threshold voltage to Vth2,
While supplying the voltage Vpp1 to the word line WL1,
A predetermined write voltage, for example, a voltage Vc is applied to the drains of the memory cells MC112 to MC114. The verify read at the time of writing the data “01” may be performed only by the memory cell MC112,
C112, memory cell MC113, memory cell MC11
4 may be performed.
【0135】データ“01”の書き込みが完了した後、
図15に示すように、データ“10”の書き込みを行
う。データ“10”を書き込む時には、ワード線WL1
に、電圧Vpp2を供給するとともに、データ“10”
が書き込まれるメモリセルMC113のドレイン、およ
びデータ“11”が書き込まれるメモリセルMC114
のドレインに、書き込み電圧を与える。なお、データ
“01”が書き込まれたメモリセルMC112のドレイ
ンには、書き込み電圧を与えないようにしておく。After the writing of the data “01” is completed,
As shown in FIG. 15, data "10" is written. When writing data “10”, the word line WL1
, The voltage Vpp2 and the data “10”
Is written to the memory cell MC113 and the data “11” is written to the memory cell MC114.
Write voltage is applied to the drain of. Note that no write voltage is applied to the drain of the memory cell MC112 into which the data “01” has been written.
【0136】データ“10”の書き込みが完了した後、
データ“11”の書き込みを行う。データ“11”を書
き込む時には、ワード線WL1に、電圧Vpp3を供給
するとともに、データ“11”が書き込まれるメモリセ
ルMC114のドレインに書き込み電圧を与える。な
お、データ“01”が書き込まれたメモリセルMC11
2、データ“10”が書き込まれたメモリセルMC11
3それぞれのドレインには、書き込み電圧を与えないよ
うにしておく。After the writing of data “10” is completed,
Data “11” is written. When writing the data “11”, the voltage Vpp3 is supplied to the word line WL1, and a write voltage is applied to the drain of the memory cell MC114 to which the data “11” is written. Note that the memory cell MC11 in which the data “01” is written
2. Memory cell MC11 in which data "10" is written
No writing voltage is applied to each of the three drains.
【0137】行デコーダは上述した3つの書き込み電圧
Vpp1、Vpp2、Vpp3を発生する電圧発生器
と、これらの3つの電圧のいずれかを選択したワード線
に印加するデコーダからなる。The row decoder comprises a voltage generator for generating the above-mentioned three write voltages Vpp1, Vpp2 and Vpp3, and a decoder for applying any one of these three voltages to a selected word line.
【0138】このように、第3の実施形態によれば、デ
ータ“01”、“10”、“11”それぞれに応じた閾
値電圧の設定を、閾値電圧の低い方から順に設定しする
とともに、閾値電圧を低く設定するメモリセルの浮遊ゲ
ートに電子を注入している時に、閾値電圧が、それより
も高く設定されるメモリセルの浮遊ゲートにも電子を注
入するようにしている。このため、データ“01”、
“10”、“11”を、個別に書き込む場合に比べ、書
き込み時間を短縮することができる。As described above, according to the third embodiment, the setting of the threshold voltage according to each of the data "01", "10", and "11" is set in order from the lower threshold voltage. When electrons are injected into the floating gate of a memory cell whose threshold voltage is set low, electrons are also injected into the floating gate of a memory cell whose threshold voltage is set higher. Therefore, the data “01”,
The writing time can be reduced as compared with the case where “10” and “11” are individually written.
【0139】また、同一のワード線WLに接続された複
数個のメモリセルMCそれぞれに同じデータを書き込む
時、例えばメモリセルMC112〜MC114それぞれ
にデータ“10”を書き込む時には、ワード線WL1
に、対応した書き込み電圧、即ち電圧Vpp2のみを供
給すればよい。When writing the same data to each of a plurality of memory cells MC connected to the same word line WL, for example, when writing data “10” to each of the memory cells MC112 to MC114, the word line WL1
, A corresponding write voltage, that is, only the voltage Vpp2 may be supplied.
【0140】この第3の実施形態は、設定すべき閾値電
圧に対応させて、ワード線の電圧を変化させる書き込み
方式に限って適用されるものではなく、例えば図16に
示すように、ワード線の電圧を変化させない書き込み方
式にも、適用することができる。The third embodiment is not limited to the writing method in which the word line voltage is changed in accordance with the threshold voltage to be set. For example, as shown in FIG. Can be applied to a writing method that does not change the voltage of.
【0141】図16は、第3の実施形態の変形例に係る
書き込み時におけるメモリセルのドレイン電位、および
ワード線電位の変化を示す波形図である。なお、図16
に示す波形は、図15に示す波形に対応されて描かれて
いる。FIG. 16 is a waveform diagram showing changes in the drain potential and the word line potential of the memory cell at the time of writing according to a modification of the third embodiment. Note that FIG.
Are drawn corresponding to the waveforms shown in FIG.
【0142】図16に示すように、メモリセルへの書き
込みの時に、設定すべき閾値電圧に対応させて制御ゲー
トに供給する電圧を変化させないで、一定の電圧とする
時にも、データは、2番目に低い閾値電圧Vth2に設
定されるメモリセルMC112から書き込んでいく。こ
の時、図15に示した波形と同様に、3番目に低い閾値
電圧Vth3に設定されるメモリセルMC113、最も
高い閾値電圧Vth4に設定されるメモリセルMC11
4にも、ドレインに所定の書き込み電圧を供給し、浮遊
ゲートに電子を注入する。同様に、3番目に低い閾値電
圧Vth3に設定する時にも、最も高い閾値電圧Vth
4に設定されるメモリセルMC114のドレインに所定
の書き込み電圧を供給し、浮遊ゲートに電子を注入す
る。As shown in FIG. 16, at the time of writing to a memory cell, even when the voltage supplied to the control gate is kept constant without changing the voltage supplied to the control gate in accordance with the threshold voltage to be set, data remains at 2 Writing is performed from the memory cell MC112 set to the second lowest threshold voltage Vth2. At this time, similarly to the waveform shown in FIG. 15, memory cell MC113 set to the third lowest threshold voltage Vth3, and memory cell MC11 set to the highest threshold voltage Vth4
Also in 4, a predetermined write voltage is supplied to the drain, and electrons are injected into the floating gate. Similarly, when setting to the third lowest threshold voltage Vth3, the highest threshold voltage Vth3 is set.
A predetermined write voltage is supplied to the drain of the memory cell MC114 set to 4, and electrons are injected into the floating gate.
【0143】このような、変形例においても、図15を
参照して説明した書き込みと、同様な効果を得ることが
できる。In such a modification, the same effect as that of the writing described with reference to FIG. 15 can be obtained.
【0144】メモリセルに書き込まれる2ビット分のデ
ータ、即ち“D1”、“D2”がそれぞれ、“0”、
“1”であるのか、“1”、“0”であるのか、
“1”、“1”であるのかは、例えば図17に示すよう
な回路により検出される。Two bits of data written to the memory cell, that is, “D1” and “D2” are “0”,
Whether it is "1" or "1" or "0"
Whether it is "1" or "1" is detected by a circuit as shown in FIG. 17, for example.
【0145】図17は、第3の実施形態に係る不揮発性
半導体記憶装置が有するデータの種類を検出する検出回
路の回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram of a detection circuit for detecting the type of data included in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
【0146】図17に示すように、検出回路51には、
3つのNORゲート回路61、62、63が設けられて
いる。As shown in FIG. 17, the detection circuit 51 includes
Three NOR gate circuits 61, 62, 63 are provided.
【0147】検出回路51に入力されるデータD1が
“0”、データD2が“1”の時、検出回路51内のN
ORゲート回路61の二つの入力がともに“0”になる
ので、その出力信号S01は、“1”にされる。この
時、他のNORゲート回路62,63では、二つの入力
のうち、少なくとも一方の入力が“1”になるので、そ
れらの出力信号S10、S11はそれぞれ、“0”にさ
れる。When the data D1 input to the detection circuit 51 is “0” and the data D2 is “1”, the N
Since both inputs of the OR gate circuit 61 become "0", the output signal S01 is made "1". At this time, in the other NOR gate circuits 62 and 63, since at least one of the two inputs becomes "1", their output signals S10 and S11 are each set to "0".
【0148】また、データD1が“1”、データD2が
“0”の時には、NORゲート回路62の二つの入力が
ともに“0”になるので、その出力信号S10は、
“1”にされる。他のNORゲート回路61,63で
は、二つの入力のうち、少なくとも一方の入力が“1”
になるので、それらの出力信号S01、S11はそれぞ
れ、“0”にされる。When the data D1 is "1" and the data D2 is "0", both inputs of the NOR gate circuit 62 become "0", so that the output signal S10 becomes
It is set to “1”. In the other NOR gate circuits 61 and 63, at least one of the two inputs is “1”.
Therefore, the output signals S01 and S11 are each set to “0”.
【0149】また、データD1、D2がともに“1”の
時には、NORゲート回路63の二つの入力がともに
“0”になるので、その出力信号S11は、“1”にさ
れる。他のNORゲート回路61,62では、二つの入
力のうち、少なくとも一方の入力が“1”になるので、
それらの出力信号S01、S10はそれぞれ、“0”に
される。When the data D1 and D2 are both "1", the two inputs of the NOR gate circuit 63 are both "0", so that the output signal S11 is "1". In the other NOR gate circuits 61 and 62, at least one of the two inputs becomes "1".
The output signals S01 and S10 are each set to "0".
【0150】このように、検出回路51では、メモリセ
ルに書き込むデータの組み合わせによって、信号S0
1、S10、S11のうち、一つの信号が“1”にされ
る。As described above, in the detection circuit 51, the signal S0 depends on the combination of data to be written into the memory cell.
One of the signals S1, S10 and S11 is set to "1".
【0151】今、図14に示すように、メモリセルアレ
イ1が4個配置され、一つの行デコーダ2によって選択
されるワード線(行線)WLが、各メモリセルアレイ1
−1,1−2,1−3,1−4で共通に接続されたとす
れば、一つのワード線WLに接続された最大4個のメモ
リセルMC、例えばメモリセルMC111、MC11
2、MC113、MC114にデータが書き込まれる。Now, as shown in FIG. 14, four memory cell arrays 1 are arranged, and a word line (row line) WL selected by one row decoder 2 is connected to each memory cell array 1.
Assuming that the memory cells are commonly connected to -1, 1-2, 1-3 and 1-4, a maximum of four memory cells MC connected to one word line WL, for example, memory cells MC111 and MC11
2. Data is written to MC113 and MC114.
【0152】このような場合、4個のメモリセルMC1
11〜MC114が全て、閾値電圧Vth1(データ
“00”)に設定される場合は、ワード線WL1に電圧
を供給して、メモリセルMC111〜MC114にデー
タを書き込む必要はなく、また、閾値電圧Vth2(デ
ータ“01”)、Vth3(データ“10”)の二種類
だけならば、電圧Vpp1、Vpp2だけを、ワード線
WL1に供給すれば良い。In such a case, four memory cells MC1
If all of the memory cells 11 to MC114 are set to the threshold voltage Vth1 (data “00”), it is not necessary to supply a voltage to the word line WL1 and write data to the memory cells MC111 to MC114. In the case of only two types (data “01”) and Vth3 (data “10”), only the voltages Vpp1 and Vpp2 need be supplied to the word line WL1.
【0153】第3の実施形態では、書き込むべきデータ
を判断して、必要な場合のみ、メモリセルに電圧を供給
する。このため、図17に示す検出回路51を、図18
に示すように、4個用意する。In the third embodiment, data to be written is determined, and a voltage is supplied to a memory cell only when necessary. Therefore, the detection circuit 51 shown in FIG.
As shown in FIG.
【0154】図18は、第3の実施形態に係る不揮発性
半導体記憶装置が有する、書き込むべきデータを判断し
て、電圧の供給を制御する制御回路の回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram of a control circuit provided in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment for determining data to be written and controlling the supply of voltage.
【0155】例えば図14に示すような4個のメモリセ
ルMC111〜MC114に記憶する2ビット分のデー
タ(D1、D2)、(D3、D4)、(D5、D6)、
(D7、D8)をそれぞれ、図18に示す制御回路の4
個の検出回路51−1、51−2、51−3、51−4
に入力する。4個の検出回路51−1〜51−4それぞ
れから出力される合計4つの信号S01はORゲート回
路71に入力される。同様に、合計4つの信号S10は
ORゲート回路72に、合計4つの信号S11をORゲ
ート回路73にそれぞれ入力される。For example, 2-bit data (D1, D2), (D3, D4), (D5, D6), stored in four memory cells MC111 to MC114 as shown in FIG.
(D7, D8) respectively correspond to 4 of the control circuit shown in FIG.
Detection circuits 51-1, 51-2, 51-3, 51-4
To enter. A total of four signals S01 output from each of the four detection circuits 51-1 to 51-4 are input to the OR gate circuit 71. Similarly, a total of four signals S10 are input to an OR gate circuit 72, and a total of four signals S11 are input to an OR gate circuit 73.
【0156】ORゲート回路71では、4個の信号S0
1のいずれか一つが“1”であれば、その出力信号Sv
pp1は“1”となり、4個の信号S01の全てが
“0”であれば、その出力信号Svpp1は“0”とな
る。In the OR gate circuit 71, four signals S0
1 is "1", the output signal Sv
pp1 becomes "1", and if all four signals S01 are "0", the output signal Svpp1 becomes "0".
【0157】信号Svpp1が“1”の時は、閾値電圧
をVth2に設定するメモリセルが存在することを意味
している。このため、閾値電圧をVth2に設定するた
めの書き込みを、書き込みに対応したメモリセルに行
う。When the signal Svpp1 is "1", it means that there is a memory cell whose threshold voltage is set to Vth2. Therefore, writing for setting the threshold voltage to Vth2 is performed on the memory cell corresponding to the writing.
【0158】一方、信号Svpp1が“0”の時は、デ
ータD1〜D8のなかに、閾値電圧をVth2に設定す
るメモリセルが存在しないことを意味している。このた
め、閾値電圧をVth2に設定するための書き込みを省
略し、次の閾値電圧の設定に移ることになる。On the other hand, when the signal Svpp1 is "0", it means that there is no memory cell for setting the threshold voltage to Vth2 among the data D1 to D8. Therefore, the writing for setting the threshold voltage to Vth2 is omitted, and the process proceeds to the next setting of the threshold voltage.
【0159】同様に、ORゲート回路72では、4個の
信号S10のいずれか一つが“1”であれば、その出力
信号Svpp2は“1”となり、4個の信号S10の全
てが“0”であれば、その出力信号Svpp2は“0”
となる。Similarly, in the OR gate circuit 72, if any one of the four signals S10 is "1", the output signal Svpp2 is "1", and all the four signals S10 are "0". , The output signal Svpp2 is “0”
Becomes
【0160】信号Svpp2が“1”の時は、閾値電圧
をVth3に設定するメモリセルが存在することを意味
しているから、書き込みに対応したメモリセルに、閾値
電圧をVth3に設定するための書き込みを行う。When the signal Svpp2 is "1", it means that there is a memory cell whose threshold voltage is set to Vth3, so that the threshold voltage for setting the threshold voltage to Vth3 is set in the memory cell corresponding to writing. Write.
【0161】一方、信号Svpp2が“0”の時は、閾
値電圧をVth3に設定するメモリセルが存在しないこ
とを意味しているから、閾値電圧をVth3に設定する
ための書き込みは行わない。On the other hand, when the signal Svpp2 is "0", it means that there is no memory cell for setting the threshold voltage to Vth3, so that writing for setting the threshold voltage to Vth3 is not performed.
【0162】同様に、ORゲート回路73では、4個の
信号S11のいずれか一つが“1”であれば、その出力
信号Svpp3は“1”となり、4個の信号S11の全
てが“0”であれば、その出力信号Svpp3は“0”
となる。Similarly, in the OR gate circuit 73, if any one of the four signals S11 is "1", the output signal Svpp3 is "1", and all the four signals S11 are "0". , The output signal Svpp3 is “0”
Becomes
【0163】よって、上記同様に、信号Svpp3が
“1”の時は、閾値電圧をVth4に設定するための書
き込みを、書き込みに対応したメモリセルに行う。Therefore, as described above, when the signal Svpp3 is "1", writing for setting the threshold voltage to Vth4 is performed on the memory cell corresponding to the writing.
【0164】また、信号Svpp3が“0”の時は、上
記同様に、閾値電圧をVth3に設定するための書き込
みは行わない。When the signal Svpp3 is "0", writing for setting the threshold voltage to Vth3 is not performed as described above.
【0165】このように第3の実施形態では、信号Sv
pp1〜Svpp3のレベルが、“1”か“0”かによ
って、書き込みを行うか、書き込みを行わないかを決定
する。このため、書き込みを行わない場合が存在する
分、書き込み時間を短縮できる、という利点がある。As described above, in the third embodiment, the signal Sv
Whether writing is performed or not is determined depending on whether the levels of pp1 to Svpp3 are “1” or “0”. For this reason, there is an advantage that the writing time can be shortened because there is a case where writing is not performed.
【0166】さらに、所定の閾値電圧にメモリセルを設
定するため、この設定されているメモリセルの浮遊ゲー
トに電子を注入している時に、このメモリセルよりも、
高い閾値電圧に設定するメモリセルの浮遊ゲートにも、
同時に電子を注入すれば、書き込み時間を、さらに短く
することができる。Further, in order to set a memory cell to a predetermined threshold voltage, when electrons are injected into the floating gate of the set memory cell, the voltage of the memory cell becomes higher than that of the memory cell.
For the floating gate of the memory cell set to a high threshold voltage,
By simultaneously injecting electrons, the writing time can be further shortened.
【0167】第4実施形態 図19は、第4実施形態としての、出力8ビット構成の
不揮発性半導体記憶装置の概略構成を示す。図33に示
した従来例では、データの消去のときにメモリセルのソ
ースに高電圧を供給し、データの読み出しと書き込みの
ときに基準電位(0V)を供給するソース電位回路が、
8ビットの各出力ビットに共通に設けられていたが、第
4実施形態では、図19に示すようにソース電位回路8
1−1、81−2、…81−8は各出力ビット(I /O
線)毎に設けられる。Fourth Embodiment FIG. 19 shows a schematic configuration of an 8-bit output nonvolatile semiconductor memory device as a fourth embodiment. In the conventional example shown in FIG. 33, a source potential circuit that supplies a high voltage to the source of a memory cell when erasing data and supplies a reference potential (0 V) when reading and writing data,
Although provided in common for each of the eight output bits, in the fourth embodiment, as shown in FIG.
.., 81-8 are output bits (I / O).
Line).
【0168】本実施形態のソース電位回路81−1、8
1−2、…81−8は、データの消去及びデータの読み
出しのときには従来と同様の動作をするが、データの書
き込みのときには、書き込むべきデータに対応した電位
をメモリセルのソースに供給する。本実施形態では、デ
ータの書き込み時に、各出力ビットに対応したメモリセ
ルアレイ11−1、11−2、…11−8(それぞれは
図4に示すようにメモリセルが2次元的にマトリクス配
置されている)にそれぞれ独立して対応したソース電位
回路81−1、81−2、…81−8から所定の電位が
供給される。すなわち、閾値電圧を最も高く設定したい
(図13のVth4)メモリセルのメモリセルアレイに
は、最も低い電位(図13のVs3)が供給されてデー
タの書き込みが行われる。Vth4の次に高い閾値電圧
Vth3に設定したいときには、Vs3よりも所定の電
位だけ高いVs2の電位が供給され、Vth3の次に高
い閾値電圧Vth2に設定したいときにはVs2よりも
所定の電位だけ高いVs1の電位が供給される。書き込
むデータに対応しててソース電位が所定の電圧に設定さ
れ、各メモリセルに同時に書き込みが行われる。このた
め制御ゲートの電位をVcGとすれば(VcG−Vs
3)>(VcG−Vs2)>(VcG−Vs1)の関係
となるため、閾値電圧を高くしたい順にメモリセルのソ
ースと制御ゲートとの間の電位差を大きく出来、すなわ
ち浮遊ゲートヘの電子の注入量を多くしなければならな
い順にメモリセルのソースと制御ゲートとの間の電位差
を大きくして書き込みを行うので、設定したい閾値電圧
に対応して最適の電位差に調整でき、このため閾値電圧
の設定の精度が向上し、しかも各メモリセルに同時に書
き込みを行えるので、書き込み時間の短縮も図れる。The source potential circuits 81-1 and 8-1 of this embodiment
.., 81-8 perform the same operation as that of the related art at the time of data erasing and data reading, but supply the potential corresponding to the data to be written to the source of the memory cell at the time of data writing. In this embodiment, at the time of data writing, memory cell arrays 11-1, 11-2,..., And 11-8 corresponding to respective output bits (each of which has a two-dimensional matrix arrangement of memory cells as shown in FIG. 4). ., 81-8 are supplied with predetermined potentials independently from each other. That is, the lowest potential (Vs3 in FIG. 13) is supplied to the memory cell array of the memory cells whose threshold voltage is desired to be set to the highest (Vth4 in FIG. 13), and data is written. When it is desired to set the threshold voltage Vth3 next to Vth4, a potential of Vs2 higher than Vs3 by a predetermined potential is supplied. An electric potential is supplied. The source potential is set to a predetermined voltage in accordance with the data to be written, and writing is performed simultaneously on each memory cell. Therefore, if the potential of the control gate is VcG, (VcG-Vs
3)>(VcG-Vs2)> (VcG-Vs1), so that the potential difference between the source and the control gate of the memory cell can be increased in the order of increasing the threshold voltage, that is, the amount of electrons injected into the floating gate The writing is performed by increasing the potential difference between the source and the control gate of the memory cell in the order in which the threshold voltage needs to be increased, so that the potential difference can be adjusted to the optimum potential corresponding to the threshold voltage to be set. Since the accuracy can be improved and writing can be performed simultaneously on each memory cell, the writing time can be reduced.
【0169】図20は本実施形態の書き込みとベリファ
イ読み出しをメモリセルが所定の閾値電圧になるまで、
繰返し行う様子を示す。データの書込みのときは書き込
むべきデータ(閾値電圧)に対応してメモリセルのソー
スが所定の電圧に設定される。ベリファイ読み出しによ
ってメモリセルが所定の閾値電圧に達したことが分かれ
ば、このメモリセルのドレインヘの電圧の印加を止め、
メモリセルが所定の閾値電圧に達していない他のビット
へのデータの書き込みを続ける。FIG. 20 shows the write and verify read operations of this embodiment until the memory cell reaches a predetermined threshold voltage.
It shows a state of repeating. When writing data, the source of the memory cell is set to a predetermined voltage corresponding to the data to be written (threshold voltage). If the verify reading indicates that the memory cell has reached the predetermined threshold voltage, the application of the voltage to the drain of the memory cell is stopped,
Writing of data to another bit whose memory cell has not reached the predetermined threshold voltage is continued.
【0170】次に、ソース電位回路81の具体的な構成
を説明する。Next, a specific configuration of source potential circuit 81 will be described.
【0171】図21はソース電位回路81の第1の例
で、各信号の論理レベルを図22に示す。データの書き
込みのときには、信号S7を“0”に、信号S7の反転
信号 /S7を“1”にして、NチャネルトランジスタT
9及びPチャネルトランジスタT10をオフさせ、消去
回路83をメモリセルMCから切り離す。メモリセルM
Cのソース電位を最も高い電圧VS1に設定するとき
は、信号S1を“0”にして、Pチャネルトランジスタ
T1をオンさせる。また、信号S2を“1”に、信号S
3を“0”にして、トランジスタT2をオンに、トラン
ジスタT3をオフにする。このため抵抗R1とR2の接
続点の電位がトランジスタT2を介してトランジスタT
5のゲートに供給される。また、信号S4を“0”にし
てPチャネルトランジスタT4をオンにする。信号S5
を“1”に、信号S6を“0”にして、トランジスタT
7をオンに、トランジスタT8をオフにする。このた
め、メモリセルのソースはトランジスタT7を介してト
ランジスタT5とトランジスタT6の接続点に接続され
る。FIG. 21 shows a first example of the source potential circuit 81, and FIG. 22 shows the logical level of each signal. When writing data, the signal S7 is set to "0", the inverted signal / S7 of the signal S7 is set to "1", and the N-channel transistor T
9 and the P-channel transistor T10 are turned off to disconnect the erase circuit 83 from the memory cell MC. Memory cell M
When setting the source potential of C to the highest voltage VS1, the signal S1 is set to "0" to turn on the P-channel transistor T1. Further, the signal S2 is set to “1”,
3 to "0" to turn on the transistor T2 and turn off the transistor T3. For this reason, the potential at the connection point between the resistors R1 and R2 is set to
5 gates. Further, the signal S4 is set to "0" to turn on the P-channel transistor T4. Signal S5
To "1", the signal S6 to "0", and the transistor T
7 is turned on and the transistor T8 is turned off. Therefore, the source of the memory cell is connected to the connection point between the transistor T5 and the transistor T6 via the transistor T7.
【0172】メモリセルに書き込みが行われるときに
は、メモリセルを介して電流が流れ、トランジスタT7
及びトランジスタT6を介して基準電位に放電される。
電流が流れるときには、トランジスタT6の抵抗によっ
てトランジスタT6のドレイン、すなわちメモリセルの
ソース電位は上昇していく。電位の上昇が抵抗R1とR
2の接続点の電位からトランジスタT5の閾値電圧分を
引いた電位に近づいてくると、トランジスタT5はオフ
状態に近づき、このためトランジスタT4とトランジス
タT5の接続点の電位、すなわちトランジスタT6のゲ
ート電位が上昇していきトランジスタT6に電流が多く
流れるようになるので、メモリセルのソース電位は抵抗
R1とR2の接続点の電位からトランジスタT5の閾値
電圧分を引いた電位よりも少し低い電位に安定する。When writing is performed on a memory cell, a current flows through the memory cell and the transistor T7
And discharged to the reference potential via the transistor T6.
When a current flows, the drain of the transistor T6, that is, the source potential of the memory cell increases due to the resistance of the transistor T6. The rise in potential is caused by resistances R1 and R
When the potential of the transistor T5 approaches the potential obtained by subtracting the threshold voltage of the transistor T5 from the potential of the connection point of the transistor 2, the potential of the connection point between the transistor T4 and the transistor T5, that is, the gate potential of the transistor T6 Rises and a large amount of current flows through the transistor T6, so that the source potential of the memory cell is stabilized at a potential slightly lower than the potential obtained by subtracting the threshold voltage of the transistor T5 from the potential at the connection point between the resistors R1 and R2. I do.
【0173】メモリセルのソース電位を次に高い電圧V
S2に設定するときは、信号S2を“0”に、信号S3
を“1”にして、トランジスタT2をオフに、トランジ
スタT3をオンにする。このため抵抗R1とR2の接続
点の電位よりも所定の値だけ低い抵抗R2とR3の接続
点の電位がトランジスタT3を介してトランジスタT5
のゲートに供給される。よって、メモリセルのソース電
位は抵抗R2とR3の接続点の電位からトランジスタT
5の閾値電圧分を引いた電位よりも少し低い電位に安定
する。The source potential of the memory cell is changed to the next higher voltage V
When setting to S2, the signal S2 is set to “0” and the signal S3 is set to “0”.
To “1” to turn off the transistor T2 and turn on the transistor T3. For this reason, the potential at the connection point between the resistors R2 and R3, which is lower than the potential at the connection point between the resistors R1 and R2 by a predetermined value, changes to the transistor T5
Is supplied to the gate. Therefore, the source potential of the memory cell is determined from the potential of the connection point between the resistors R2 and R3 by the transistor
It stabilizes at a potential slightly lower than the potential obtained by subtracting the threshold voltage of 5.
【0174】メモリセルのソース電位を最も低い電圧V
S3にするときには、信号S5を“0”に、信号S6を
“1”にする。よって、トランジスタT7はオフし、ト
ランジスタT8はオンする。トランジスタT8がオンし
た時のトランジスタT8の抵抗値を十分小さくしておけ
ば、VS3として基準電位に近い電位を得ることが出来
る。なお、このとき信号S1と信号S4をともに“1”
にしてトランジスタT1とトランジスタT4をオフにす
れば消費電流の削減になる。The source potential of the memory cell is set to the lowest voltage V
When setting to S3, the signal S5 is set to "0" and the signal S6 is set to "1". Therefore, the transistor T7 turns off and the transistor T8 turns on. If the resistance value of the transistor T8 when the transistor T8 is turned on is sufficiently small, a potential close to the reference potential can be obtained as VS3. At this time, both the signal S1 and the signal S4 are "1".
If the transistor T1 and the transistor T4 are turned off in this way, current consumption can be reduced.
【0175】データの読み出しのときには、信号S1,
S4を“1”にして、PチャネルトランジスタT1、T
4をオフさせる。また、信号S5を“0”に、信号S6
を“1”にし、トランジスタT7をオフにし、トランジ
スタT8をオンさせてトランジスタT8を介してメモリ
セルのソースを基準電位に接続する。At the time of reading data, signals S1,
S4 is set to "1", and P-channel transistors T1, T
Turn 4 off. Further, the signal S5 is set to “0” and the signal S6 is set to “0”.
Is set to "1", the transistor T7 is turned off, the transistor T8 is turned on, and the source of the memory cell is connected to the reference potential via the transistor T8.
【0176】データの消去のときには、信号S5及び信
号S6を“0”にし、トランジスタT7及びトランジス
タT8をオフにする。信号S7を“1”に、信号 /S7
を“0”にして、トランジスタT9及びトランジスタT
10をオンさせ、消去回路から出力された高電圧をトラ
ンジスタT9,T10を介してメモリセルのソースに供
給し、データを消去する。When erasing data, the signals S5 and S6 are set to "0", and the transistors T7 and T8 are turned off. The signal S7 is set to "1" and the signal / S7
Is set to “0”, and the transistors T9 and T
Then, the high voltage output from the erasing circuit is supplied to the source of the memory cell via the transistors T9 and T10 to erase data.
【0177】なお、破線で示したゲートに信号S4が入
力されるPチャネルトランジスタT0は、特に設ける必
要はないが、メモリセルのソース電位をVS1及びVS
2に設定するときにオンするようにすれば、メモリセル
のソース電位がより安定する。すなわち、メモリセルの
浮遊ゲートに電子が注入されることで、メモリセルに流
れる電流が変化するので、このPチャネルトランジスタ
T0を設け、ここからも電流を供給すれば、トランジス
タT6,T7を介して基準電位に流れる電流が増加する
ので、メモリセルに流れる電流の変化に対して全電流の
中の変化の割合が小さくなるためである。The P-channel transistor T0 to which the signal S4 is input to the gate shown by the broken line does not need to be particularly provided, but the source potentials of the memory cells are VS1 and VS
If it is turned on when it is set to 2, the source potential of the memory cell becomes more stable. That is, since electrons are injected into the floating gate of the memory cell to change the current flowing in the memory cell, this P-channel transistor T0 is provided, and if a current is supplied from here, the P-channel transistor T0 is connected through the transistors T6 and T7. This is because the ratio of the change in the total current to the change in the current flowing in the memory cell becomes smaller because the current flowing to the reference potential increases.
【0178】ソース電位回路81の第2の例を図23及
び図24に示す。この例では、メモリセルに書き込むべ
きデータ、すなわち設定すべきメモリセルの閾値電圧に
対応してメモリセルと基準電位との間に接続されている
トランジスタの抵抗値を変えることによってメモリセル
のソース電位を設定する。なお、トランジスタT9及び
T10は、図21のものと同じで、データの書き込み及
び読出しのときはオフしている。FIGS. 23 and 24 show a second example of the source potential circuit 81. FIG. In this example, the source potential of the memory cell is changed by changing the resistance value of the transistor connected between the memory cell and the reference potential in accordance with the data to be written to the memory cell, that is, the threshold voltage of the memory cell to be set. Set. Note that the transistors T9 and T10 are the same as those in FIG. 21 and are off when writing and reading data.
【0179】図24に示すようにメモリセルのソース電
位を最も高い電圧VS1にするときは、信号S8を
“1”にするとともに。信号S9及び信号S10を
“0”にする。このため、トランジスタT11,T1
2,T13のうちトランジスタT11のみがオンしてこ
のトランジスタT11を介してメモリセルから基準電位
に流れる電流によって、トランジスタT11のドレイン
ソース間に生じる電位差がVS1となる。When the source potential of the memory cell is set to the highest voltage VS1 as shown in FIG. 24, the signal S8 is set to "1". The signal S9 and the signal S10 are set to “0”. Therefore, the transistors T11, T1
2 and T13, only the transistor T11 is turned on, and the current flowing from the memory cell to the reference potential via the transistor T11 causes the potential difference between the drain and source of the transistor T11 to be VS1.
【0180】次に高い電位のVS2に設定するときに
は、信号S8及び信号S9を“1”にして、トランジス
タT11及びトランジスタT12をオンさせる。トラン
ジスタT12がオンした分だけ、メモリセルのソースと
基準電位との間の抵抗値が小さくなるので、この分だけ
メモリセルのソース電位は低くなる。When setting the next higher potential VS2, the signals S8 and S9 are set to "1" to turn on the transistors T11 and T12. Since the resistance value between the source of the memory cell and the reference potential is reduced by the amount of time when the transistor T12 is turned on, the source potential of the memory cell is reduced by that amount.
【0181】最も低い電位のVS3にするときには、信
号S8、信号S9、信号S10をともに“1”にしてト
ランジスタT11,T12,T13をオンにする。この
ため、このとき最も低い電位にメモリセルのソースが設
定される。When the potential VS3 is set to the lowest potential, the signals S8, S9 and S10 are all set to "1" to turn on the transistors T11, T12 and T13. Therefore, at this time, the source of the memory cell is set to the lowest potential.
【0182】なお、データの読み出しのときにもトラン
ジスタT11,T12,T13を全てオン状態にしてメ
モリセルのソース電位が一番低くなるようにしてテータ
を読み出す。データの消去のときにはトランジスタT1
1,T12,T13をオフ状態にして、この時オンする
トランジスタT9,T10を介して消去回路83からの
高電圧をメモリセルのソースに供給しデータを消去す
る。When reading data, the transistors T11, T12, and T13 are all turned on to read the data so that the source potential of the memory cell becomes lowest. When erasing data, the transistor T1
1, T12 and T13 are turned off, and a high voltage from the erasing circuit 83 is supplied to the source of the memory cell via the transistors T9 and T10 which are turned on at this time to erase data.
【0183】ソース電位回路81の第3の例を図25及
び図26に示す。この例では、トランジスタの閾値電圧
を利用してメモリセルに書き込むべきデータ、すなわち
設定すべきメモリセルの閾値電圧に対応してメモリセル
のソース電位を設定する。この実施形態でもトランジス
タT9及びT10は、図21のものと同じで、データの
書き込み及び読み出しのときはオフしている。FIGS. 25 and 26 show a third example of the source potential circuit 81. FIG. In this example, the source potential of the memory cell is set according to the data to be written to the memory cell using the threshold voltage of the transistor, that is, the threshold voltage of the memory cell to be set. Also in this embodiment, the transistors T9 and T10 are the same as those in FIG. 21 and are off when writing and reading data.
【0184】図26に示すようにメモリセルのソース電
位を最も高いVS1にするときは、信号S11を“1”
にするとともに、信号S12及び信号S13を“0”に
する。このため、トランジスタT18,T19はオフ
し、トランジスタT16がオンしてメモリセルのソース
電位は、それぞれゲートとドレインが接続されたトラン
ジスタT14及びトランジスタT15を介して基準電位
に接続されるので、トランジスタT14及びトランジス
タT15のほぼ閾値電圧の和の値に設定される。When the source potential of the memory cell is set to the highest VS1 as shown in FIG. 26, signal S11 is set to "1".
And the signals S12 and S13 are set to "0". For this reason, the transistors T18 and T19 are turned off, the transistor T16 is turned on, and the source potential of the memory cell is connected to the reference potential via the transistor T14 and the transistor T15 whose gates and drains are respectively connected. And approximately the sum of the threshold voltages of the transistor T15.
【0185】次に高い電位のVS2に設定するときに
は、信号S11及び信号S12を“1”にして、トラン
ジスタT16及びトランジスタT18をオンさせる。こ
のため、メモリセルのソースはゲートとドレインが接続
されたトランジスタT17を介して基準電位に接続され
るので、メモリセルのソース電位はほぼトランジスタT
17の閾値電圧に設定される。トランジスタT14とト
ランジスタT15の閾値電圧の和の方がトランジスタT
17の閾値電圧よりも高いので、トランジスタT14,
15は実質的に動作しない。よって信号S11を“0”
にしてトランジスタT16をオフにしてもよい。When setting to the next higher potential VS2, the signals S11 and S12 are set to "1" to turn on the transistors T16 and T18. For this reason, the source of the memory cell is connected to the reference potential via the transistor T17 whose gate and drain are connected.
The threshold voltage is set to seventeen. The sum of the threshold voltages of the transistor T14 and the transistor T15
17, the transistor T14,
15 does not operate substantially. Therefore, the signal S11 is set to "0".
To turn off the transistor T16.
【0186】最も低い電位のVS3にするときには、信
号S11、信号S12、信号S13をともに.“1”に
してトランジスタT16,T18,T19をオンにす
る。トランジスタT19がオンし、メモリセルのソース
がほぼ基準電位に設定されるので。このため、このとき
最も低い電位にメモリセルのソースが設定される。この
とき、トランジスタT14,T15,T17は実質的に
動作しないので、信号S11、信号S12を“0”にし
てトランジスタT16,T18をオフにしてもよい。When the lowest potential VS3 is set, the signals S11, S12 and S13 are all set to. "1" to turn on the transistors T16, T18, T19. Since the transistor T19 is turned on, the source of the memory cell is set to almost the reference potential. Therefore, at this time, the source of the memory cell is set to the lowest potential. At this time, since the transistors T14, T15, and T17 do not substantially operate, the signals S11 and S12 may be set to "0" to turn off the transistors T16 and T18.
【0187】なお、データの読み出しのときにはトラン
ジスタT16,T18,T19を全てオン状態にしても
よいが、上記のように、トランジスタT14,T15,
T17は実質的に動作しないので、トランジスタT19
のみをオンにしてデータを読み出してもよい。データの
消去のときにはトランジスタT16,18,19をオフ
状態にして、この時オンするトランジスタT9,T10
を介して消去回路83からの高電圧をメモリセルのソー
スに供給しデータを消去する。When reading data, all of the transistors T16, T18, T19 may be turned on, but as described above, the transistors T14, T15,
Since T17 does not substantially operate, the transistor T19
Data may be read by turning ON only. When erasing data, the transistors T16, T18 and T19 are turned off, and the transistors T9 and T10 which are turned on at this time.
To supply the high voltage from the erasing circuit 83 to the source of the memory cell to erase the data.
【0188】図27に消去回路83の一例を示す。消去
回路83は、従来は直接メモリセルのソースに接続され
ているが、本実施形態では、上記のようにトランジスタ
T9,T10を介して接続する。データの消去時に信号
Eが“1”になり、メモリセルに高電圧Vppが出力さ
れデータの消去が行われる。テータの読み出しと書込み
のときには信号Eは“0”にされ消去回路83の出力は
基準電位に接続される。またデータの消去の時にも消去
後にベリファイ読み出しを行い、消去が十分でない場合
に再度消去を行い、消去とベリファイ読み出しとを繰返
し行い所定の閾値電圧に達した時に、消去を終了する。FIG. 27 shows an example of the erase circuit 83. The erase circuit 83 is conventionally connected directly to the source of the memory cell, but in the present embodiment, it is connected via the transistors T9 and T10 as described above. At the time of data erasure, the signal E becomes "1", and the high voltage Vpp is output to the memory cell to erase the data. When reading and writing data, the signal E is set to "0" and the output of the erase circuit 83 is connected to the reference potential. Also at the time of data erasing, verify reading is performed after erasing, and if erasing is not sufficient, erasing is performed again. When erasing and verify reading are repeated and a predetermined threshold voltage is reached, erasing is terminated.
【0189】なお、本実施形態では、各出力ビット毎の
メモリセルアレイ毎に設けたソース電位回路81内にそ
れぞれ消去回路83を設けたが、消去回路83は共通に
一つ設けるようにしてもよい。図28にこの場合の回路
図を示す。これは図23のソース電位回路に適用した例
を示す。一点鎖線で囲んだ部分がI /O1〜I /O8に
対応したメモリセルアレイそれぞれに接続されるソース
電位回路81−1、81−2、…81−8であり、消去
回路83は共通に一つ設けられる。なお、S8−1,S
9−1,S10−1等はそれぞれ図23の信号S8,S
9,S10に対応したもので、S8−1,S9−1,S
10−1はI /O1に書き込むデータに応じて決めら
れ、S8−2,S9−2,S10−2はI /O2に書き
込むデータに応じて決められる。In this embodiment, the erasing circuits 83 are provided in the source potential circuits 81 provided for each memory cell array for each output bit. However, one erasing circuit 83 may be provided in common. . FIG. 28 shows a circuit diagram in this case. This shows an example applied to the source potential circuit of FIG. .., 81-8 connected to the memory cell arrays corresponding to I / O1 to I / O8, respectively, and one erase circuit 83 is commonly used. Provided. Note that S8-1, S
9-1 and S10-1 etc. are signals S8 and S10 in FIG.
9, S10, S8-1, S9-1, S
10-1 is determined according to data to be written to I / O1, and S8-2, S9-2, and S10-2 are determined according to data to be written to I / O2.
【0190】以上説明したように、第4実施形態によれ
ばメモリセルへのデータの書き込み時間を短縮でき、し
かも一つのメモリセルに複数ビットのデータを記憶して
も、精度良く閾値電圧を設定できる不揮発性半導体記憶
装置が得られる。As described above, according to the fourth embodiment, the time for writing data to a memory cell can be reduced, and even if a plurality of bits of data are stored in one memory cell, the threshold voltage can be set accurately. A non-volatile semiconductor memory device that can be obtained is obtained.
【0191】本実施形態において、メモリセルには2ビ
ットのデータが記憶されている。この場合、この2ビッ
トに対して同一のアドレスが与えられてもよいし、それ
ぞれのビットに対して異なるアドレスが与えられてもよ
い。In the present embodiment, 2-bit data is stored in the memory cell. In this case, the same address may be given to these two bits, or a different address may be given to each bit.
【0192】図19には、1つのI /Oに対して、1つ
のメモリセルアレイが対応している構成を示したが、1
つのI /Oに対して複数のメモリセルが対応する構成と
してもよい。例えば、図29に示す例では、8個のメモ
リセルアレイ11−1〜11−8がメモリセルアレイ部
を構成し、複数のメモリセルアレイ部の一つが列デコー
ダにより選択される。選択されたメモリセルアレイ部の
各メモリセルアレイ11−1〜11−8から読み出され
たデータがI /O1〜I /O8から出力される。FIG. 19 shows a configuration in which one memory cell array corresponds to one I / O.
A configuration in which a plurality of memory cells correspond to one I / O may be employed. For example, in the example shown in FIG. 29, eight memory cell arrays 11-1 to 11-8 constitute a memory cell array unit, and one of the plurality of memory cell array units is selected by a column decoder. Data read from each of the memory cell arrays 11-1 to 11-8 of the selected memory cell array section is output from I / O1 to I / O8.
【0193】[0193]
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、選択されたメモリセルでの読み出し速度の違いをで
きるだけ、小さくできる不揮発性半導体記憶装置、およ
び不揮発性半導体記憶装置の書き込みデータの検証方
法、並びに複数種類の閾値電圧により記憶されるデータ
を書き込むための書き込み時間をできるだけ、短くでき
る不揮発性半導体記憶装置、および不揮発性半導体記憶
装置のデータの書き込み方法をそれぞれ提供できる。As described above, according to the present invention, according to the present invention, the difference between the read speeds of the selected memory cells can be made as small as possible, and the write data of the nonvolatile semiconductor memory device can be reduced. It is possible to provide a verification method, a nonvolatile semiconductor memory device capable of shortening a write time for writing data stored by a plurality of types of threshold voltages as much as possible, and a data writing method of the nonvolatile semiconductor memory device.
【図1】図1はこの発明の第1の実施形態に係る不揮発
性半導体記憶装置の動作を示す波形図。FIG. 1 is a waveform chart showing an operation of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図2はこの発明の第1の実施形態に係る不揮発
性半導体記憶装置のデータ書き込み時のワード線電位の
変化を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a change in word line potential at the time of data writing in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention;
【図3】図3(A)、(B)はそれぞれこの発明の第1
の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の基準電位と
ビット線電位との関係を示す図。FIGS. 3 (A) and 3 (B) respectively show a first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a reference potential and a bit line potential of the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment.
【図4】図4は不揮発性半導体記憶装置の構成を概略的
に示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device;
【図5】図5はこの発明の第1の実施形態に係る不揮発
性半導体記憶装置が有するセンスアンプを示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a sense amplifier included in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
【図6】図6はセンスアンプの出力と記憶データとの関
係を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an output of a sense amplifier and stored data.
【図7】図7はこの発明の第2の実施形態に係る不揮発
性半導体記憶装置が有する出力バッファを示す図。FIG. 7 is a diagram showing an output buffer included in a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】図8は図7に示す出力バッファの回路図。FIG. 8 is a circuit diagram of the output buffer shown in FIG. 7;
【図9】図9は図8に示す出力バッファに入力される信
号のレベルを各モード毎に示す図。9 is a diagram showing the level of a signal input to the output buffer shown in FIG. 8 for each mode.
【図10】図10(A)〜(D)はそれぞれこの発明の
第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のデータ
出力時の出力波形を示す波形図。FIGS. 10A to 10D are waveform diagrams showing output waveforms at the time of data output of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.
【図11】図11はメモリセルを示す図で、(A)はオ
フセットゲート部が無いタイプのメモリセルの断面を示
す図、(B)はオフセットゲート部が有るタイプのメモ
リセルの断面を示す図。11A and 11B are diagrams showing a memory cell; FIG. 11A is a diagram showing a cross section of a memory cell without an offset gate portion; FIG. 11B is a diagram showing a cross section of a memory cell having an offset gate portion; FIG.
【図12】図12は閾値電圧と記憶データとの関係を示
す図。FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a threshold voltage and stored data.
【図13】図13はこの発明の第3の実施形態に係る不
揮発性半導体記憶装置の書き込み電圧、閾値電圧および
記憶データそれぞれの関係を示す図。FIG. 13 is a view showing a relationship among a write voltage, a threshold voltage, and stored data of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.
【図14】図14はこの発明の第3の実施形態に係る不
揮発性半導体記憶装置の構成を概略的に示す構成図。FIG. 14 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention;
【図15】図15はこの発明の第3の実施形態に係る書
き込み時におけるメモリセルのドレイン電位およびワー
ド線電位の変化を示す波形図。FIG. 15 is a waveform chart showing changes in a drain potential and a word line potential of a memory cell at the time of writing according to a third embodiment of the present invention.
【図16】図16は第3の実施形態の変形例に係る書き
込み時におけるメモリセルのドレイン電位およびワード
線電位の変化を示す波形図。FIG. 16 is a waveform chart showing changes in a drain potential and a word line potential of a memory cell during writing according to a modification of the third embodiment.
【図17】図17は第3の実施形態に係る不揮発性半導
体記憶装置が有する検出回路の回路図。FIG. 17 is a circuit diagram of a detection circuit included in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
【図18】図18は第3の実施形態に係る不揮発性半導
体記憶装置が有する制御回路の回路図。FIG. 18 is a circuit diagram of a control circuit included in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
【図19】図19は本発明の第4実施形態に係る不揮発
性半導体記憶装置の概略構成を示す回路図。FIG. 19 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図20】図20は第4実施形態における書込み、ベリ
ファイ読出しを繰り返し行う場合の動作波形図。FIG. 20 is an operation waveform diagram when writing and verify reading are repeatedly performed in the fourth embodiment.
【図21】図21は第4実施形態のソース電位回路の第
1例の回路図。FIG. 21 is a circuit diagram of a first example of a source potential circuit according to a fourth embodiment;
【図22】図22は図21のソース電位回路の信号の論
理レベルを示す図。FIG. 22 is a diagram showing logical levels of signals of the source potential circuit of FIG. 21;
【図23】図23は第4実施形態のソース電位回路の第
2例の回路図。FIG. 23 is a circuit diagram of a second example of the source potential circuit according to the fourth embodiment.
【図24】図24は図23のソース電位回路の信号の論
理レベルを示す図。FIG. 24 is a diagram showing logical levels of signals of the source potential circuit of FIG. 23;
【図25】図25は第4実施形態のソース電位回路の第
3例の回路図。FIG. 25 is a circuit diagram of a third example of the source potential circuit according to the fourth embodiment;
【図26】図26は図25のソース電位回路の信号の論
理レベルを示す図。FIG. 26 is a diagram showing logical levels of signals of the source potential circuit of FIG. 25;
【図27】図27は第4実施形態のソース電位回路に含
まれる消去回路の第1例の回路図。FIG. 27 is a circuit diagram of a first example of an erasing circuit included in the source potential circuit according to the fourth embodiment;
【図28】図28は第4実施形態の変形例を示す回路
図。FIG. 28 is a circuit diagram showing a modification of the fourth embodiment.
【図29】図29は第4実施形態の他の変形例を示す回
路図。FIG. 29 is a circuit diagram showing another modification of the fourth embodiment;
【図30】図30は不揮発性半導体記憶装置の構成を概
略的に示す構成図。FIG. 30 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device;
【図31】図31(A)、(B)はそれぞれ従来の基準
電位とビット線電位との関係を示す図。FIGS. 31A and 31B are diagrams showing a relationship between a conventional reference potential and a bit line potential, respectively.
【図32】図32は従来のセンスアンプを示す構成図。FIG. 32 is a configuration diagram showing a conventional sense amplifier.
【図33】図33はセンスアンプの出力と記憶データと
の関係を示す図。FIG. 33 is a diagram showing a relationship between an output of a sense amplifier and stored data.
【図34】図34は従来のソース電位回路の構成を示す
回路図。FIG. 34 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional source potential circuit.
1,1−1,1−2,1−3,1−4…メモリセルアレ
イ、 2…行デコーダ、 3…列デコーダ、 4,4−1,4−2,4−3,4−4…カラムセレク
タ、 5,5−1,5−2,5−3,5−4…読み出し系回
路、 6…出力ノード、 7,7−1,7−2,7−3,7−4…書き込み系回
路、 11,12,13…センスアンプ、 20…パッケージ、 21…不揮発性半導体記憶装置チップ、 22…出力バッファ、 23…パッド、 24…アウターリード端子、 31,33,36,39,40,42,43…PMO
S、 32,34,35,37,38,41,44…NMO
S、 51,51−1,51−2,51−3,51−4…検出
回路、 61,62,63…NORゲート回路、 71,72,73…ORゲート回路。1,1-1,1-2,1-3,1-4 ... memory cell array, 2 ... row decoder, 3 ... column decoder, 4,4-1,4-2,4-3,4-4 ... column Selector, 5,5-1, 5-2, 5-3, 5-4 read-out circuit, 6 output node, 7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4 write-in circuit , 11, 12, 13 ... sense amplifier, 20 ... package, 21 ... nonvolatile semiconductor memory device chip, 22 ... output buffer, 23 ... pad, 24 ... outer lead terminal, 31, 33, 36, 39, 40, 42, 43 ... PMO
S, 32, 34, 35, 37, 38, 41, 44 ... NMO
S, 51, 51-1, 51-2, 51-3, 51-4 ... detection circuit, 61, 62, 63 ... NOR gate circuit, 71, 72, 73 ... OR gate circuit.
Claims (42)
蓄積部、および前記行線に電気的に接続される制御ゲー
トを有し、前記電荷蓄積部に蓄える電荷の量を変えるこ
とで複数ビットのデータを記憶するメモリセルと、 複数の所定の基準電位を利用して前記メモリセルに記憶
されたデータを検出するセンスアンプと、 前記メモリセルへのデータの書き込み後、この書き込み
後の前記電荷蓄積部の電荷の蓄積状態をチェックするた
めの読み出しを行い、この読み出しによって所望のデー
タが書き込まれたと判断された時には前記書き込みを終
了し、前記読み出しによって前記所望のデータが書き込
まれていないと判断された時には前記所望のデータが書
き込まれたと判断するまで前記書き込みと前記読み出し
とを繰り返すプログラム手段とを具備し、 前記プログラム手段による読み出しの時に行われる、所
望のデータが書き込まれたかどうかの判定を、通常の読
み出しの時に、前記メモリセルから読み出されたデータ
が外部に出力される時刻よりも遅い時刻に行うことを特
徴とする不揮発性半導体記憶装置。A charge storage unit electrically connected to the row line; a column line; a drain and a source electrically connected to the column line; and a control gate electrically connected to the row line. A memory cell that stores a plurality of bits of data by changing an amount of charge stored in a storage unit; a sense amplifier that detects data stored in the memory cell using a plurality of predetermined reference potentials; After writing the data to the memory, a read is performed to check the charge accumulation state of the charge accumulation unit after the write, and when it is determined that the desired data has been written by the read, the write is terminated. When it is determined by reading that the desired data has not been written, the writing and reading are performed until it is determined that the desired data has been written. And a program means for repeating the above. The data read from the memory cell is output to the outside at the time of normal reading, which is performed at the time of reading by the program means. A non-volatile semiconductor memory device, which is performed at a time later than the time at which the non-volatile semiconductor memory is performed.
前記センスアンプを利用して行われることを特徴とする
請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。2. The reading by the program means,
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the operation is performed using the sense amplifier.
出しの時よりも、それぞれ対応した前記基準電圧に対し
前記プログラム手段による前記読み出しの時の方が、高
く設定されることを特徴とする請求項1、または請求項
2に記載の不揮発性半導体記憶装置。3. The method according to claim 2, wherein the plurality of reference potentials are set higher during the readout by the program means with respect to the corresponding reference voltages than during the normal readout. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
2ビット分の2進データであって、 前記複数の基準電位はそれぞれ異なる電位を有する少な
くとも3個の基準電位であり、 前記メモリセルの記憶データが2ビット分の2進データ
の第1の組み合わせの時には、通常の読み出しの時の前
記列線の電位が、前記3個の基準電位のうちの最も低い
電位の基準電位よりも低い電位になるように前記メモリ
セルの閾値電圧が設定され、 前記メモリセルの記憶データが2ビット分の2進データ
の第2の組み合わせの時には、通常の読み出しの時の前
記列線の電位が、前記3個の基準電位のうちの最も低い
電位の基準電位と前記3個の基準電位のうちの中間の電
位の基準電位との間の電位になるように前記メモリセル
の閾値電圧が設定され、 前記メモリセルの記憶データが2ビット分の2進データ
の第3の組み合わせの時には、通常の読み出しの時の前
記列線の電位が、前記3個の基準電位のうちの中間の電
位の基準電位と前記3個の基準電位のうちの最も高い電
位の基準電位との間の電位になるように前記メモリセル
の閾値電圧が設定され、 前記メモリセルの記憶データが2ビット分の2進データ
の第4の組み合わせの時には、通常の読み出しの時の前
記列線の電位が、前記3個の基準電位のうちの最も高い
電位の基準電位よりも高い電位になるように前記メモリ
セルの閾値電圧が設定されるとともに、 前記メモリセルへのデータの書き込みの時に、 前記第3の組み合わせのデータを書き込む時は、前記第
2の組み合わせのデータを書き込む時よりも前記行線に
供給する電圧を高い値に設定し、 前記第4の組み合わせのデータを書き込む時は、前記第
3の組み合わせのデータを書き込む時よりも前記行線に
供給する電圧を高い値に設定するように制御されること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記
載の不揮発性半導体記憶装置。4. The data of the plurality of bits is binary data of at least two bits, and the plurality of reference potentials are at least three reference potentials having different potentials, respectively. Is the first combination of binary data of 2 bits, the potential of the column line at the time of normal reading becomes a potential lower than the lowest reference potential of the three reference potentials When the threshold voltage of the memory cell is set as described above, and when the storage data of the memory cell is the second combination of binary data of two bits, the potential of the column line during normal reading is three The threshold voltage of the memory cell is set to be a potential between a reference potential of the lowest one of the three reference potentials and a reference potential of an intermediate potential among the three reference potentials. When the storage data of the recell is the third combination of binary data of 2 bits, the potential of the column line at the time of normal reading is equal to the reference potential of an intermediate potential among the three reference potentials. The threshold voltage of the memory cell is set so as to be a potential between the highest reference potential of the three reference potentials, and the storage data of the memory cell is the fourth binary data of two bits. In the case of the combination of the above, the threshold voltage of the memory cell is set such that the potential of the column line at the time of normal reading is higher than the highest reference potential of the three reference potentials. At the time of writing data to the memory cell, the voltage supplied to the row line is set to a higher value when writing the third combination of data than when writing the second combination of data. When writing the data of the fourth combination, the voltage supplied to the row line is controlled to be set to a higher value than when writing the data of the third combination. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
の時に、前記列線の電位が対応する前記基準電位よりも
高くなった時に、前記メモリセルへのデータの書き込み
を止めることを特徴とする請求項3に記載の不揮発性半
導体記憶装置。5. The method according to claim 3, wherein at the time of said reading by said program means, when the potential of said column line becomes higher than the corresponding reference potential, writing of data to said memory cell is stopped. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
に、前記メモリセルの制御ゲートに供給する電圧は、前
記書き込みデータに対応して変化するように制御するこ
とを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
置。6. The method according to claim 1, wherein when data is written to the memory cell, a voltage supplied to a control gate of the memory cell is controlled so as to change in accordance with the write data. Nonvolatile semiconductor memory device.
リセルへのデータ書き込みの時に、前記メモリセルの制
御ゲートに供給する電圧の変化量は、設定される前記メ
モリセルのほぼ閾値電圧の差か、対応した前記基準電位
の差かのいずれかであることを特徴とする請求項6に記
載の不揮発性半導体記憶装置。7. A method according to claim 1, wherein, when writing data to said memory cell corresponding to said write data, a change amount of a voltage supplied to a control gate of said memory cell is substantially equal to a difference between threshold voltages of said memory cells to be set, 7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein the difference is one of the corresponding differences in the reference potential.
ルへのデータ書き込みは、同一の行線に接続されている
複数個のメモリセルに同時に行い、前記複数個のメモリ
セルに少なくとも2種類の異なる閾値電圧を設定する時
は、先ず低い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに
閾値電圧を設定し、この設定後に、高い方の閾値電圧に
対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定し、前記低い
方の閾値電圧に対応する前記複数のメモリセルに閾値電
圧を設定するために、この対応するメモリセルの電荷蓄
積部に電荷を注入する時に、前記高い方の閾値電圧に設
定する前記メモリセルの電荷蓄積部にも同時に電荷を注
入するように制御することを特徴とする請求項1乃至請
求項6のいずれか一項に記載の不揮発性半導体記憶装
置。8. The data writing to the memory cells by the program means is performed simultaneously on a plurality of memory cells connected to the same row line, and at least two different threshold voltages are applied to the plurality of memory cells. When setting the threshold voltage, first, a threshold voltage is set to the memory cell corresponding to the lower threshold voltage, and after this setting, a threshold voltage is set to the memory cell corresponding to the higher threshold voltage, In order to set a threshold voltage for the plurality of memory cells corresponding to the threshold voltage, when injecting charge into the charge storage portion of the corresponding memory cell, the charge of the memory cell set to the higher threshold voltage is set. 7. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein control is performed so that charges are simultaneously injected into the storage unit.
て、外部にデータを出力する時は、通常の読み出しの時
よりも、外部出力端子の充放電時間を長く設定すること
を特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装
置。9. The method according to claim 2, wherein when the data is read out by the program means and the data is output to the outside, the charging / discharging time of the external output terminal is set longer than in the normal reading. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
データの書き換えが可能な不揮発性のメモリセルに書き
込み、 (b)前記メモリセルに書き込まれた書き込みデータ
を、ビット線に読み出し、 (c)前記書き込みデータが前記ビット線に読み出され
た後のビット線電位を基準電位と比較し、 (d)前記比較の結果に基づいて、前記所望の書き込み
データが書き込まれたか否かを判断し、 (e)上記(a)〜(d)のステップを、前記所望の書
き込みデータが書き込まれるまで繰り返し、 ここで、前記(d)の手順は、通常の読み出し時に、読
み出しデータが外部に出力される時刻を経過した後に行
なわれることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の書
き込みデータの検証方法。10. (a) Write data of a desired value is
(B) writing data written in the memory cell to a bit line, and (c) writing data written in the memory cell to the bit line. Comparing the bit line potential with a reference potential; (d) determining whether the desired write data has been written based on the result of the comparison; and (e) performing the steps (a) to (d). And repeating until the desired write data is written. Here, the step (d) is performed at the time of normal reading after a lapse of time at which the read data is output to the outside. A method for verifying write data in a semiconductor memory device.
データの書き換えが可能な不揮発性のメモリセルに書き
込み、 (b)前記メモリセルに書き込まれた書き込みデータ
を、ビット線に読み出し、 (c)前記書き込みデータが前記ビット線に読み出され
た後のビット線電位を基準電位と比較し、 (d)前記比較の結果に基づいて、前記所望の書き込み
データが書き込まれたか否かを判断し、 (e)上記(a)〜(d)のステップを、前記所望の書
き込みデータが書き込まれるまで繰り返し、 ここで、前記(d)の手順における書込みデータを外部
に出力する速度は通常の読み出し時の読み出しデータを
外部に出力する速度よりも遅いことを特徴とする不揮発
性半導体記憶装置の書き込みデータの検証方法。11. (a) Write data of a desired value
(B) writing data written in the memory cell to a bit line, and (c) writing data written in the memory cell to the bit line. Comparing the bit line potential with a reference potential; (d) determining whether the desired write data has been written based on the result of the comparison; and (e) performing the steps (a) to (d). It repeats until the desired write data is written. Here, the speed of outputting the write data to the outside in the procedure (d) is lower than the speed of outputting the read data at the time of the normal reading to the outside. A method of verifying write data in a nonvolatile semiconductor memory device.
メモリセルに記憶された記憶データを、ビット線に読み
出す読み出し回路と、 前記記憶データが前記ビット線に読み出された後のビッ
ト線電位を基準電位と比較する比較回路と、 前記比較の結果に基づいて検知された検知データを外部
に出力する出力回路とを具備し、 前記出力回路は、集積回路の内部の電源電圧間に直列に
接続され、出力を外部端子に電気的に接続する第1、第
2の絶縁ゲート型FETを有し、 前記検知データに応じて行われる、前記第1、第2の絶
縁ゲート型FETの一方のゲートの充電、および他方の
ゲートの放電それぞれの充放電速度を、書き込み後に行
われる書き込みデータをチェックするための読み出し時
は、通常の読み出し時よりも遅くし、 前記外部端子の充放電に要する時間を、前記書き込みデ
ータをチェックするための読み出し時よりも、前記通常
の読み出し時よりも長く設定することを特徴とする不揮
発性半導体記憶装置。12. A read circuit for reading storage data stored in a rewritable nonvolatile memory cell to a bit line, and a bit line potential after the storage data is read to the bit line. A comparison circuit for comparing with a reference potential; and an output circuit for outputting detection data detected based on the result of the comparison to the outside, wherein the output circuit is connected in series between power supply voltages inside the integrated circuit. And first and second insulated gate FETs for electrically connecting an output to an external terminal, and one of the first and second insulated gate FETs performed according to the detection data. Charge and discharge speed of the other gate are made slower at the time of reading to check write data performed after writing than at the time of normal reading, and Of the time required for charging and discharging, the than during reading for checking the write data, the usual non-volatile semiconductor memory device and setting longer than the time of reading.
位と異なるレベルの第2の基準電位の少なくとも2つの
基準電位により、少なくとも3つの第1、第2、第3の
データを区別し、前記第1のデータを第1の閾値電圧に
より記憶し、前記第2のデータを前記第1の閾値電圧よ
りも高い第2の閾値電圧により記憶し、前記第3のデー
タを前記第2の閾値電圧よりも高い第3の閾値電圧によ
り記憶し、少なくとも3つの閾値電圧により記憶する、
データの書き換えが可能な不揮発性のメモリセルを複数
有する不揮発性半導体記憶装置のデータ書き込み方法で
あって、 前記第1の閾値電圧に設定される第1のメモリセルに、
前記第1の閾値電圧を設定し、 前記第2の閾値電圧に設定される第2のメモリセルのゲ
ートに、第1の書き込み電圧を与えて、前記第2のメモ
リセルに前記第2の閾値電圧を設定し、 前記第3の閾値電圧に設定される第3のメモリセルのゲ
ートに、前記第2の閾値電圧と前記第3の閾値電圧との
差および前記第1の基準電位と前記第2の基準電位との
差のいずれかに応じた分、前記第1の書き込み電圧に対
して電圧が高められた第2の書き込み電圧を与えて、前
記第3のメモリセルに前記第3の閾値電圧を設定するこ
とを特徴とする不揮発性半導体記憶装置のデータ書き込
み方法。13. At least three first, second and third data are distinguished by at least two reference potentials of a first reference potential and a second reference potential at a level different from the first reference potential. Storing the first data with a first threshold voltage, storing the second data with a second threshold voltage higher than the first threshold voltage, and storing the third data with the second threshold voltage. Storing by a third threshold voltage higher than the threshold voltage, storing by at least three threshold voltages,
What is claimed is: 1. A data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device having a plurality of data rewritable nonvolatile memory cells, wherein the first memory cell set to the first threshold voltage includes:
Setting the first threshold voltage, applying a first write voltage to a gate of a second memory cell set to the second threshold voltage, and applying the second threshold voltage to the second memory cell A voltage is set, and a difference between the second threshold voltage and the third threshold voltage, and a difference between the first reference potential and the third reference voltage are applied to a gate of a third memory cell set to the third threshold voltage. The second threshold voltage is applied to the third memory cell by applying a second write voltage whose voltage is higher than the first write voltage by an amount corresponding to one of the differences from the second reference potential. A data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device, comprising setting a voltage.
記憶し、第2のデータを前記第1の閾値電圧よりも高い
第2の閾値電圧により記憶し、第3のデータを前記第2
の閾値電圧よりも高い第3の閾値電圧により記憶し、少
なくとも3つの閾値電圧により記憶する、データの書き
換えが可能な不揮発性のメモリセルが複数集積されたメ
モリセルアレイと、 書き込みデータに基づいて前記メモリセルアレイの列線
に与える電圧を制御し、前記書き込みデータを前記メモ
リセルに書き込む書き込み回路と、 前記書き込みデータが前記第2のデータか第3のデータ
かを検出し、前記書き込みデータが前記第2のデータで
ある時、前記メモリセルアレイの行線に与える電圧を第
1の書き込み電圧とし、前記書き込みデータが前記第3
のデータである時、前記行線に与える電圧を、前記第1
の書き込み電圧に対して、前記第2の閾値電圧と前記第
3の閾値電圧との差および前記第1の基準電位と前記第
2の基準電位との差のいずれかに応じた分、電圧が高め
られた第2の書き込み電圧とする制御信号を出力する書
き込みデータ検出回路と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。14. The first data is stored by a first threshold voltage, the second data is stored by a second threshold voltage higher than the first threshold voltage, and the third data is stored by the second threshold voltage.
A memory cell array in which a plurality of non-volatile data rewritable memory cells are stored based on a third threshold voltage higher than the threshold voltage and stored with at least three threshold voltages, based on write data. A write circuit for controlling a voltage applied to a column line of a memory cell array to write the write data to the memory cell; detecting whether the write data is the second data or the third data; 2, the voltage applied to the row line of the memory cell array is the first write voltage, and the write data is the third write voltage.
, The voltage applied to the row line is changed to the first
The writing voltage of the second threshold voltage and the difference between the first reference potential and the second reference potential, the voltage is equal to one of the difference between the second threshold voltage and the third threshold voltage. And a write data detection circuit for outputting a control signal for increasing the second write voltage.
記憶し、第2のデータを前記第1の閾値電圧よりも高い
第2の閾値電圧により記憶し、第3のデータを前記第2
の閾値電圧よりも高い第3の閾値電圧の、少なくとも3
つの閾値電圧により記憶する、データの書き換えが可能
な不揮発性のメモリセルを複数有し、複数のメモリセル
に同時にデータを書き込む不揮発性半導体記憶装置のデ
ータ書き込み方法であって、 前記第1の閾値電圧に設定される第1のメモリセルに、
前記第1の閾値電圧を設定した後、前記第2の閾値電圧
に設定される第2のメモリセルのゲート、および前記第
3の閾値電圧に設定される第3のメモリセルのゲートそ
れぞれに、第1の書き込み電圧を与えて、前記第2、第
3のメモリセルそれぞれの閾値電圧を、前記第1の閾値
電圧から前記第2の閾値電圧の方向にシフトさせ、 前記第2のメモリセルに第2の閾値電圧を設定した後、
閾値電圧が前記第1の閾値電圧から前記第2の閾値電圧
の方向にシフトされた、前記第3の閾値電圧に設定され
る第3のメモリセルのゲートに、第2の書き込み電圧を
与えて、前記第3のメモリセルに第3の閾値電圧を設定
することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置のデータ
書き込み方法。15. The first data is stored according to a first threshold voltage, the second data is stored according to a second threshold voltage higher than the first threshold voltage, and the third data is stored according to the second threshold voltage.
At least 3 of a third threshold voltage higher than the threshold voltage of
A data writing method for a non-volatile semiconductor memory device having a plurality of data rewritable non-volatile memory cells storing data at one threshold voltage and writing data to a plurality of memory cells at the same time, comprising: In a first memory cell set to a voltage,
After setting the first threshold voltage, the gate of the second memory cell set to the second threshold voltage and the gate of the third memory cell set to the third threshold voltage are respectively A first write voltage is applied to shift the threshold voltage of each of the second and third memory cells from the first threshold voltage to the second threshold voltage. After setting the second threshold voltage,
Applying a second write voltage to a gate of a third memory cell set to the third threshold voltage, the threshold voltage of which is shifted from the first threshold voltage to the second threshold voltage; And setting a third threshold voltage in the third memory cell.
ぞれ、第1の基準電位、および第1の基準電位と異なる
レベルの第2の基準電位の少なくとも2つの基準電位に
より区別され、 前記第2の書き込み電圧は、前記第1の書き込み電圧に
対して、前記第2の閾値電圧と前記第3の閾値電圧との
差および前記第1の基準電位と前記第2の基準電位との
差のいずれかに応じた分、電圧が高められていることを
特徴とする請求項15に記載の不揮発性半導体記憶装置
のデータ書き込み方法。16. The first, second, and third data are each distinguished by at least two reference potentials, a first reference potential and a second reference potential at a level different from the first reference potential, The second write voltage is the difference between the second threshold voltage and the third threshold voltage with respect to the first write voltage and the difference between the first reference potential and the second reference potential. 16. The data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 15, wherein the voltage is increased by an amount corresponding to one of the differences.
のメモリセルに対する書き込みデータに、前記第2、第
3のデータの少なくとも一方のデータが存在しない時、
前記存在しないデータの書き込みを省略することを特徴
とする請求項15、または請求項16に記載の不揮発性
半導体記憶装置のデータ書き込み方法。17. When at least one of the second and third data does not exist in write data to a plurality of memory cells to which data is written at the same time,
17. The data writing method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 15, wherein writing of the non-existent data is omitted.
記憶し、第2のデータを前記第1の閾値電圧よりも高い
第2の閾値電圧により記憶し、第3のデータを前記第2
の閾値電圧よりも高い第3の閾値電圧の、少なくとも3
つの閾値電圧により記憶する、データの書き換えが可能
な不揮発性のメモリセルが複数集積されたメモリセルア
レイと、 書き込みデータに基づいて前記メモリセルアレイの列線
に与える電圧を制御し、前記書き込みデータを前記メモ
リセルに書き込む、複数の書き込み回路と、 前記複数の書き込み回路に入力される書き込みデータそ
れぞれに対して、前記第2のデータか前記第3のデータ
かを検出し、前記書き込みデータに前記第2のデータが
一つでもある時、前記第2のデータを書き込むために前
記メモリセルアレイの行線を第1の書き込み電圧とし、
前記書き込みデータに前記第3のデータが一つでもある
時、前記第3のデータを書き込むために前記メモリセル
アレイの行線を第2の書き込み電圧とし、前記書き込み
データに前記第2、第3のデータの少なくとも一方のデ
ータが存在しない時、前記存在しないデータの書き込み
を省略する制御信号を出力する書き込み制御回路と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。18. The first data is stored by a first threshold voltage, the second data is stored by a second threshold voltage higher than the first threshold voltage, and the third data is stored by the second threshold voltage.
At least 3 of a third threshold voltage higher than the threshold voltage of
A memory cell array in which a plurality of data rewritable nonvolatile memory cells are stored by two threshold voltages, and a voltage applied to a column line of the memory cell array based on write data is controlled, and the write data is stored in the memory cell array. A plurality of write circuits for writing to a memory cell; and detecting, for each of the write data input to the plurality of write circuits, whether the write data is the second data or the third data. When there is at least one data, the row line of the memory cell array is set to a first write voltage in order to write the second data,
When there is at least one third data in the write data, a row line of the memory cell array is set to a second write voltage in order to write the third data, and the second and third write voltages are applied to the write data. And a write control circuit for outputting a control signal for omitting writing of the non-existent data when at least one of the data does not exist.
ぞれ、第1の基準電位、および第1の基準電位と異なる
レベルの第2の基準電位の少なくとも2つの基準電位に
より区別され、 前記第2の書き込み電圧は、前記第1の書き込み電圧に
対して、前記第2の閾値電圧と前記第3の閾値電圧との
差および前記第1の基準電位と前記第2の基準電位との
差のいずれかに応じた分、電圧が高められていることを
特徴とする請求項18に記載の不揮発性半導体記憶装
置。19. Each of the first, second, and third data is distinguished by at least two reference potentials, a first reference potential and a second reference potential at a level different from the first reference potential, The second write voltage is the difference between the second threshold voltage and the third threshold voltage with respect to the first write voltage and the difference between the first reference potential and the second reference potential. 19. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 18, wherein the voltage is increased according to any of the differences.
に配置され、各々がドレイン、ソース、浮遊ゲート及び
制御ゲートを有し、異なる量の電子を浮遊ゲートに蓄え
ることで複数ビットのデータを記憶するメモリセルを有
し、同一行の前記メモリセルの制御ゲートが前記行線の
一つに共通に接続され、同一列の前記メモリセルのドレ
インが前記列線の一つに共通に接続されるメモリセルア
レイと、 前記浮遊ゲートに電荷を注入する前記メモリセルへのデ
ータの書き込みのときに、前記記憶するデータに対応し
て、前記ソースの電位を異ならせるソース電位設定手段
とを具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。20. A multi-bit data storage system comprising a row line and a column line, arranged in a matrix, each having a drain, a source, a floating gate, and a control gate, and storing different amounts of electrons in the floating gate. The control gates of the memory cells in the same row are commonly connected to one of the row lines, and the drains of the memory cells in the same column are commonly connected to one of the column lines. And a source potential setting unit that varies the potential of the source in accordance with the data to be stored when writing data to the memory cell injecting charges into the floating gate. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
前記メモリセルのソースに接続され、ソースが基準電位
に接続されるトランジスタであり、前記データの書き込
みのときに、前記記憶するデータに対応して抵抗値が変
化することを特徴とする請求項20に記載の不揮発性半
導体記憶装置。21. The source potential setting means is a transistor having a drain connected to a source of the memory cell and a source connected to a reference potential, and when writing the data, the source potential setting means corresponds to the data to be stored. 21. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 20, wherein a resistance value changes.
トデータは、異なるアドレスのデータであることを特徴
とする請求項20に記載の不揮発性半導体記憶装置。22. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 20, wherein the plurality of bits of data stored in the memory cell are data of different addresses.
トのデータは、複数の出力ビットであることを特徴とす
る請求項20に記載の不揮発性半導体記憶装置。23. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 20, wherein the data of a plurality of bits stored in the memory cell is a plurality of output bits.
トのデータは、同一のアドレスを有することを特徴とす
る請求項20に記載の不揮発性半導体記憶装置。24. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 20, wherein a plurality of bits of data stored in said memory cell have the same address.
れることを特徴とする請求項20に記載の不揮発性半導
体記憶装置。25. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 20, wherein a plurality of said memory cell arrays are provided.
一のビツト出力データであることを特徴とする請求項2
5に記載の不揮発性半導体記憶装置。26. The memory cell array according to claim 2, wherein the plurality of memory cell arrays have the same bit output data.
6. The nonvolatile semiconductor memory device according to 5.
にデータが書き込まれることを特徴とする請求項25に
記載の不揮発性半導体記憶装置。27. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 25, wherein data is written to said plurality of memory cell arrays simultaneously.
御ゲートを有し、異なる量の電子を浮遊ゲートに蓄える
ことで複数ビットのデータを記憶するメモリセルと、前
記メモリセルがマトリクス状に配置され、このマトリク
ス状に配置された同一行の前記メモリセルの制御ゲート
が複数の行線の一つに共通に接続され、同一列のメモリ
セルのドレインが複数の列線の一つに共通に接続され、
前記メモリセルのソースが共通に接続されて形成された
メモリセルブロックを複数含むメモリセルアレイと、 前記メモリセルブロック毎に設けられ、前記浮遊ゲート
に電荷を注入する前記メモリセルへのデータの書込みの
ときに、前記記憶するデータに対応して、前記ソースの
電位を異ならせるソース電位設定手段と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。28. A memory cell having a drain, a source, a floating gate, and a control gate, and storing a plurality of bits of data by storing different amounts of electrons in the floating gate; and the memory cells are arranged in a matrix. The control gates of the memory cells on the same row arranged in a matrix are commonly connected to one of a plurality of row lines, and the drains of the memory cells on the same column are commonly connected to one of a plurality of column lines. ,
A memory cell array including a plurality of memory cell blocks formed by connecting the sources of the memory cells in common; and writing data to the memory cells provided for each of the memory cell blocks and injecting a charge into the floating gate. And a source potential setting unit that varies the potential of the source in accordance with the data to be stored.
トのデータは、異なるアドレスのデータであることを特
徴とする請求項28に記載の不揮発性半導体記憶装置。29. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 28, wherein the data of a plurality of bits stored in the memory cell are data of different addresses.
トのデータは、複数の出力ビットであることを特徴とす
る請求項28に記載の不揮発性半導体記憶装置。30. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 28, wherein the plurality of bits of data stored in the memory cell are a plurality of output bits.
れることを特徴とする請求項28に記載の不揮発性半導
体記憶装置。31. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 28, wherein a plurality of said memory cell arrays are provided.
対応するメモリセルブロックは、同一のビツト出力デー
タであることを特徴とする請求項31に記載の不揮発性
半導体記憶装置。32. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 31, wherein the corresponding memory cell blocks of the plurality of memory cell arrays have the same bit output data.
リセルブロックには同時にデータが書き込まれることを
特徴とする請求項28に記載の不揮発性半導体記憶装
置。33. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 28, wherein data is simultaneously written to a plurality of memory cell blocks in said memory cell array.
に配置され、電荷蓄積部の電荷の量に対応して閾値殿圧
を異ならせることにより複数ビットのデータを記憶し、
各々がドレイン、ソース、前記電荷蓄積部及び制御ゲー
トを持つメモリセルを有し、同一行の前記メモリセルの
前記制御ゲートは前記行線の一つに共通に接続され、同
一列の前記メモリセルは前記列線の一つに共通に接続さ
れたメモリセルアレイと、 同一の前記行線に接続されている少なくとも2個の前記
メモリセルに同時にデータを書き込み、前記少なくとも
2個のメモリセルに少なくとも2種類の異なる閾値電圧
を設定するときは、先ず低い方の閾値電圧に対応する前
記メモリセルに閾値電圧を設定し、この設定後に、高い
方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに閾値電圧を設
定し、前記低い方の閾値電圧に対応するメモリセルの電
荷蓄積部に電荷を注入するために前記対応するメモリセ
ルの電荷蓄積部に電荷を注入するときに、前記高い方の
閾値電圧に設定する前記メモリセルの電荷蓄積部にも同
時に電荷を注入するように制御するプログラム手段と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。34. A semiconductor device comprising a row line and a column line, arranged in a matrix, storing a plurality of bits of data by changing a threshold voltage according to an amount of charge in a charge storage unit,
Each having a memory cell having a drain, a source, the charge storage portion and a control gate, wherein the control gates of the memory cells on the same row are commonly connected to one of the row lines and the memory cells on the same column Write data simultaneously to a memory cell array commonly connected to one of the column lines, and at least two memory cells connected to the same row line, and write at least two to the at least two memory cells. When setting different types of threshold voltages, a threshold voltage is first set for the memory cell corresponding to the lower threshold voltage, and after this setting, a threshold voltage is set for the memory cell corresponding to the higher threshold voltage. When injecting charge into the charge storage unit of the corresponding memory cell to inject charge into the charge storage unit of the memory cell corresponding to the lower threshold voltage, A non-volatile semiconductor memory device, comprising: program means for controlling to simultaneously inject charge into the charge storage portion of the memory cell set to the higher threshold voltage.
ルへデータを書き込む時に、書き込むデータに対応した
電圧を前記メモリセルの制御ゲートに供給することを特
徴とする請求項34に記載の不揮発性半導体記憶装置。35. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 34, wherein said program means supplies a voltage corresponding to the data to be written to a control gate of said memory cell when writing data to said memory cell. apparatus.
データ消去手段で前記メモリセルの記憶データを所定の
値に設定した後、前記プログラム手段で前記メモリセル
に選択的にデータを書き込むことを特徴とする請求項3
4、または請求項35に記載の不揮発性半導体記憶装
置。36. A data erasing device, further comprising: after setting data stored in the memory cell to a predetermined value by the data erasing device, selectively writing data to the memory cell by the program device. Claim 3
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4 or claim 35.
電圧に対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定すると
きは、第1の電圧を前記行線に供給し、前記低い方の閾
値電圧に設定する前記メモリセルの電荷蓄積部と前記高
い方の閾値電圧に設定する前記メモリセルの電荷蓄積部
に同時に電荷を注入し、前記低い方の閾値電圧に対応す
る前記メモリセルの閾値電圧の設定後に、前記高い方の
閾値電圧に設定する前記メモリセルに閾値電圧を設定す
るときは、前記第1の電圧よりも電圧値が大きい第2の
電圧を前記行線に供給し、前記高い方の閾値電圧に設定
する前記メモリセルの電荷蓄積部に電荷を注入し、前記
高い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに閾値電圧
を設定することを特徴とする請求項34に記載の不揮発
性半導体記憶装置。37. When setting a threshold voltage for the memory cell corresponding to a lower threshold voltage, the program means supplies a first voltage to the row line and sets the memory cell to the lower threshold voltage. Charge is simultaneously injected into the charge storage unit of the memory cell and the charge storage unit of the memory cell set to the higher threshold voltage, and after setting the threshold voltage of the memory cell corresponding to the lower threshold voltage, When setting a threshold voltage for the memory cell to be set to the higher threshold voltage, a second voltage having a voltage value larger than the first voltage is supplied to the row line, and the higher threshold voltage is set. 35. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 34, wherein a charge is injected into a charge storage portion of the memory cell set to a voltage, and a threshold voltage is set to the memory cell corresponding to the higher threshold voltage. apparatus.
に配置され、電荷蓄積部の電荷の量に対応して閾値殿圧
を異ならせることにより複数ビットのデータを記憶し、
各々がドレイン、ソース、前記電荷蓄積部及び制御ゲー
トを持つメモリセルを有し、同一行の前記メモリセルの
前記制御ゲートは前記行線の一つに共通に接続され、同
一列の前記メモリセルは前記列線の一つに共通に接続さ
れたメモリセルアレイを複数含むメモリセルアレイ部
と、 複数の前記メモリセルアレイに対応して設けられ、前記
メモリセルの記憶データを外部に出力するための出力回
路と、 前記メモリセルへ書き込みデータに対応して、前記複数
のメモリセルアレイ中の前記メモリセルに同時にデータ
を書き込み、前記複数のメモリセルアレイ中の前記メモ
リセルを少なくとも2種類の異なる閾値電圧を設定する
ときは、先ず低い方の閾値電圧に対応する前記メモリセ
ルに閾値電圧を設定し、この設定後に、高い方の閾値電
圧に対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定し、前記
低い方の閾値電圧に対応するメモリセルに閾値電圧を設
定するために前記対応するメモリセルの電荷蓄積部に電
荷を注入するときに、前記高い方の閾値電圧に設定する
前記メモリセルの電荷蓄積部にも同時に電荷を注入する
ように制御するプログラム手段と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。38. A semiconductor device comprising a row line and a column line, arranged in a matrix, and storing a plurality of bits of data by changing a threshold voltage according to an amount of charge of a charge storage unit.
Each having a memory cell having a drain, a source, the charge storage portion and a control gate, wherein the control gates of the memory cells on the same row are commonly connected to one of the row lines and the memory cells on the same column A memory cell array section including a plurality of memory cell arrays commonly connected to one of the column lines; and an output circuit provided corresponding to the plurality of memory cell arrays, for outputting storage data of the memory cells to the outside. And simultaneously writing data to the memory cells in the plurality of memory cell arrays in accordance with write data to the memory cells, and setting at least two different threshold voltages for the memory cells in the plurality of memory cell arrays. At first, a threshold voltage is first set to the memory cell corresponding to the lower threshold voltage, and after this setting, the threshold voltage is set to the higher threshold voltage. Setting a threshold voltage to the memory cell, and injecting a charge into a charge storage unit of the corresponding memory cell to set a threshold voltage to a memory cell corresponding to the lower threshold voltage; And a program means for controlling to simultaneously inject electric charge into the electric charge accumulating portion of the memory cell which is set to the threshold voltage of the non-volatile semiconductor memory device.
る行線同士は互いに接続されることを特徴とする請求項
38に記載の不揮発性半導体記憶装置。39. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 38, wherein corresponding row lines of said plurality of memory cell arrays are connected to each other.
ルへデータを書き込むときに、書き込むデータに対応し
た電圧を前記メモリセルの制御ゲートに供給することを
特徴とする請求項38、または請求項39に記載の不揮
発性半導体記憶装置。40. The method according to claim 38, wherein the program means supplies a voltage corresponding to the data to be written to the control gate of the memory cell when writing data to the memory cell. 14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
電圧に対応する前記メモリセルに閾値電圧を設定すると
きは、第1の電圧を前記低い方の閾値電圧に対応する前
記メモリセルの前記制御ゲートと前記高い方の閾値電圧
に対応する前記メモリセルの前記制御ゲートに供給し、
前記低い方の閾値電圧に設定する前記メモリセルの電荷
蓄積部と前記高い方の閾値電圧に設定する前記メモリセ
ルの電荷蓄積部に同時に電荷を注入し、前記低い方の閾
値電圧に対応する前記メモリセルの閾値電圧の設定後
に、前記高い方の閾値電圧に対応する前記メモリセルに
閾値電圧を設定するときは、前記第1の電圧よりも電圧
値が大きい第2の電圧を前記高い方の閾値電圧に対応す
る前記メモリセルの前記制御ゲートに供給し、前記高い
方の閾値電圧に設定する前記メモリセルの電荷蓄積部に
電荷を注入し、前記高い方の閾値電圧に対応する前記メ
モリセルに閾値電圧を設定することを特徴とする請求項
38乃至請求項40のいずれか一項に記載の不揮発性半
導体記憶装置。41. When the program means sets a threshold voltage for the memory cell corresponding to the lower threshold voltage, the control means controls the memory cell corresponding to the lower threshold voltage to a first voltage. Supplying the gate and the control gate of the memory cell corresponding to the higher threshold voltage;
The charge is simultaneously injected into the charge storage unit of the memory cell set to the lower threshold voltage and the charge storage unit of the memory cell set to the higher threshold voltage, and the charge corresponding to the lower threshold voltage is set. When setting a threshold voltage for the memory cell corresponding to the higher threshold voltage after setting the threshold voltage of the memory cell, a second voltage having a voltage value larger than the first voltage is set to the higher voltage. The memory cell corresponding to the higher threshold voltage is supplied to the control gate of the memory cell corresponding to the threshold voltage, and charge is injected into a charge storage portion of the memory cell set to the higher threshold voltage. 41. The non-volatile semiconductor storage device according to claim 38, wherein a threshold voltage is set for the non-volatile semiconductor memory device.
データ消去手段で前記メモリセルの記憶データを所定の
値に設定した後、前記プログラム手段で前記メモリセル
に選択的にデータを書き込むことを特徴とする請求項3
8乃至請求項41のいずれか一項に記載の不揮発性半導
体記憶装置。42. A data erasing unit, further comprising: after setting data stored in the memory cell to a predetermined value by the data erasing unit, selectively writing data to the memory cell by the program unit. Claim 3
The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of claims 8 to 41.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10465498A JPH113597A (en) | 1997-04-15 | 1998-04-15 | Non-volatile semiconductor memory, verifying method for writing data to non-volatile semiconductor, memory, and writing method for data to non-volatile semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9689497 | 1997-04-15 | ||
JP9-96894 | 1997-04-15 | ||
JP10465498A JPH113597A (en) | 1997-04-15 | 1998-04-15 | Non-volatile semiconductor memory, verifying method for writing data to non-volatile semiconductor, memory, and writing method for data to non-volatile semiconductor memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH113597A true JPH113597A (en) | 1999-01-06 |
Family
ID=26438057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10465498A Pending JPH113597A (en) | 1997-04-15 | 1998-04-15 | Non-volatile semiconductor memory, verifying method for writing data to non-volatile semiconductor, memory, and writing method for data to non-volatile semiconductor memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH113597A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011501339A (en) * | 2007-10-18 | 2011-01-06 | マイクロン テクノロジー, インク. | Detection of memory cells in NAND flash |
JP2011108357A (en) * | 2004-05-27 | 2011-06-02 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor memory device |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10465498A patent/JPH113597A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011108357A (en) * | 2004-05-27 | 2011-06-02 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor memory device |
JP2011501339A (en) * | 2007-10-18 | 2011-01-06 | マイクロン テクノロジー, インク. | Detection of memory cells in NAND flash |
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