JPS62128096A - Nonvolatile memory device - Google Patents

Nonvolatile memory device

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Publication number
JPS62128096A
JPS62128096A JP60268422A JP26842285A JPS62128096A JP S62128096 A JPS62128096 A JP S62128096A JP 60268422 A JP60268422 A JP 60268422A JP 26842285 A JP26842285 A JP 26842285A JP S62128096 A JPS62128096 A JP S62128096A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
data
sense
time
sense voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP60268422A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kobayashi
洋 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60268422A priority Critical patent/JPS62128096A/en
Publication of JPS62128096A publication Critical patent/JPS62128096A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To lengthen the holding characteristic of the memory of a nonvolatile memory device far more than the holding characteristic of a memory single body by impressing the first prescribed sense voltage and the second and third sense voltages different by the constant voltage only in the upper and lower directions at the time of reading and rewriting the data when the reading data between them are different. CONSTITUTION:When the data are read, a sense voltage VGS is impressed to the memory transistor of the address of a memory array 11 corresponding to the given address input and a sense circuit 13 reads and outputs the condition of a memory. At such a time, simultaneously, a sense voltage VGS1 a little higher than VGS and a sense voltage VGS2 lower than it are impressed, the output at the time of respective sense voltages and the data at the time of impressing VGS are compared at memory data comparing circuit 16, and when at least one side of the data at the time of impressing the VGS1 or the VGS2 is different from the data at the time of the VGS, the output data at the time of impressing the VGS by a deleting and writing control circuit 15 are written. Thus, the data holding time of the memory can be extended.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気的に消去・書き込みが可能な不揮発性メ
モリに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a nonvolatile memory that can be electrically erased and written.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、電気的に消去・書き込みが可能な不揮発性メモリ
としてMNOS (%etat−5iliconpit
r −1de −Si 1icorAdioxide 
−5ilicon)メモリが一般に知られている。
Conventionally, MNOS (%etat-5iliconpit) has been used as nonvolatile memory that can be electrically erased and written.
r −1de −Si 1icor Adioxide
-5ilicon) memory is generally known.

MNOSメモリの動作原理は、MOS (Metat−
9xide−ジ1licon)  )ランジスタのゲー
ト絶縁膜としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との二
重膜を用い、この二重膜の境界面ま之はその近傍のシリ
コン窒化膜中に電荷(キャリア)全蓄積させることによ
り、トランジスタのしきい電圧(スレッショルド電圧)
を変化させて十n報を記1.ハさせるものである。
The operating principle of MNOS memory is MOS (Meta-
9xide-di1licon)) A double film of silicon oxide film and silicon nitride film is used as the gate insulating film of the transistor, and the boundary between this double film is such that all the charges (carriers) are absorbed in the silicon nitride film in the vicinity. By accumulating, the threshold voltage of the transistor (threshold voltage)
1. Write down ten reports by changing. It's something that makes you happy.

例として、PチャネルMOSメモリについて述べる。メ
モリトランジスタに一定のドレイン電圧金かけ友ときゲ
ート電圧(VC)とドレイン電流(ID)との関係は第
2図に示すようになる。第2図において、横動はゲート
電圧(vG)、縦軸はドレイン砥流(ID)であり、曲
線■は消去された状態即ち正の電荷がメモリゲートから
追い出され通常のPチャネルM OS トランジスタの
しきい′電圧VC,全有する場合の特性を示す。曲線■
は書き込まれた状態即ち正の電荷がメモリゲートの絶縁
膜中に蓄積された時の特性で、MOSトランジスタのし
きい゛電圧VcがVc  よりも低くなっている。
As an example, a P-channel MOS memory will be described. When a constant drain voltage is applied to the memory transistor, the relationship between the gate voltage (VC) and the drain current (ID) is as shown in FIG. In Fig. 2, the lateral movement is the gate voltage (vG), the vertical axis is the drain current (ID), and the curve ■ is in the erased state, that is, when positive charges are expelled from the memory gate, it is a normal P-channel MOS transistor. The characteristics for the case where the threshold voltage VC and the total threshold voltage VC are present are shown below. Curve■
is a written state, that is, a characteristic when positive charges are accumulated in the insulating film of the memory gate, and the threshold voltage Vc of the MOS transistor is lower than Vc.

基本的なメモリの読み出し回路を第3図に示す、第3図
において、41はメモリトランジスタ、42は負荷抵抗
、43はセンス電圧印加回路、44はセンス回路である
A basic memory read circuit is shown in FIG. 3. In FIG. 3, 41 is a memory transistor, 42 is a load resistor, 43 is a sense voltage application circuit, and 44 is a sense circuit.

センス電圧印加回路43から印加されるセンス′藏圧V
as k第3図のvGlとVc、の間に選ぶと、書き込
まれているときはトランジスタ41はオフ(OFF)に
なり、図中A点の電圧は電源電圧になる。−万、消去さ
れている時はトランジスタ41はオン(ON)になり、
A点の電圧はトランジスタ41のオン抵抗(ROM)と
負荷抵抗42 (Rt、)との抵抗分割し友値になり、
ROM<<RLに選ぶとOv(グランド電位)になる。
Sense voltage V applied from the sense voltage application circuit 43
If a value is selected between vGl and Vc in FIG. 3, the transistor 41 is turned off during writing, and the voltage at point A in the diagram becomes the power supply voltage. - 10,000, when erasing, the transistor 41 is turned on (ON),
The voltage at point A is the value obtained by dividing the on-resistance (ROM) of the transistor 41 and the load resistance 42 (Rt, ),
If ROM<<RL is selected, it becomes Ov (ground potential).

この電圧をセンス回路44は判断し、例えばメモリトラ
ンジスタ41が書き込まれている時は1111消去され
ている時は10′を出力する。
The sense circuit 44 judges this voltage and outputs, for example, 1111 when the memory transistor 41 is written, and 10' when it is erased.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、メモリトラジスタ41が書き込み状態にある時
、ゲート絶縁膜中に蓄積されている電荷は変化しないの
ではなく、時間とともに減少していき、メモリトランジ
スタのしきい電圧が消去されている時のしきい電圧に近
づいていく。そしてこれがセンス電圧Vcs’にこえる
と、メモリの状態は11gから10′に変化してし1う
。この11′から10′にメモリの状態が変化するまで
の時間を、一般にデータ保持時間と呼び、不揮発性メモ
リのffi要な特性である。仁のようなデータの喪失を
防ぐためには、常時リフレシュを行なうことが考えられ
るが、この種のメモリはデータの俺き換え回数にも制限
があり、むやみにデータをリフレッシュするわけにはい
かない。
However, when the memory transistor 41 is in the write state, the charge accumulated in the gate insulating film does not change, but decreases over time, and the threshold voltage of the memory transistor is approaching the threshold voltage. When this exceeds the sense voltage Vcs', the state of the memory changes from 11g to 10'. The time required for the memory state to change from 11' to 10' is generally called data retention time, and is an essential characteristic of nonvolatile memory. To prevent such data loss, it is possible to constantly refresh the memory, but this type of memory has a limit on the number of times the data can be exchanged, and it is not possible to refresh the data indiscriminately.

一方、消去状態においても読み出し全行なうときメモリ
ゲートにセンス電圧を印加するため少しづつ書き込みが
行なわれることがあり、読み出し回数が多くなると%O
Iが%1′に変化する可能性もある。
On the other hand, even in the erased state, writing may be performed little by little because a sense voltage is applied to the memory gate when all reading is performed.
It is also possible that I changes to %1'.

現在、市場で保証されている保持時間は10年が最高で
ありこれ以上の保持時間を保証するのは製造上むずかし
いとされている。
Currently, the maximum retention time guaranteed in the market is 10 years, and it is said that it is difficult to guarantee a longer retention time in terms of manufacturing.

本発明は、このような問題を解消するためになされたも
ので、メモリトランジスタ単体の保持時間が短くてもメ
モリ装置として長い保持時間を有する不揮発性メモリ装
置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to obtain a nonvolatile memory device that has a long retention time as a memory device even if the retention time of a single memory transistor is short.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る不揮発性メモリ装置は、通常のデータ読み
出し時の第1のセンス電圧と上下に一定の電圧だけ異な
る第2、第3のセンス電圧とを印加し、両者の読み出し
たデータが異なるときデータの再書き込みを行なうよう
にし友ものである。
The nonvolatile memory device according to the present invention applies a first sense voltage during normal data reading and second and third sense voltages that differ by a certain voltage above and below, and when the read data of both differs. It is a good idea to rewrite the data.

〔作 用〕[For production]

しきい値電圧が一定値以上変化すると、リフレッシュが
行なわれ、データの破壊全未然に防ぐ。
When the threshold voltage changes by more than a certain value, refresh is performed to prevent data from being destroyed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図について説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図において、11はメモリアレイ、12はセンス電
圧印加回路、13はセンス回路、14はアドレスデコー
ダ、15は消去・書き込み制御回路、16はメモリデー
タ比較回路である。
In FIG. 1, 11 is a memory array, 12 is a sense voltage application circuit, 13 is a sense circuit, 14 is an address decoder, 15 is an erase/write control circuit, and 16 is a memory data comparison circuit.

まず、データ全消去き込む場合は、与えられたアドレス
入力に対応したメモリアレイ11の番地のワード(wo
rd:語)のメモリのデータ全消去・書き込み制御回路
15で消去し、次に与えられたデータ入力の中で% l
 lのピットだけF4Fき込む。
First, when erasing all data, the word (wo) at the address of the memory array 11 corresponding to the given address input
All data in the memory (rd: word) is erased by the erase/write control circuit 15, and then %l is erased in the given data input.
Push F4F only into the l pit.

データを読み出す場合は与えられたアドレス入力に対応
し之メモリアレイ11の番地のメモリトランジスタにセ
ンス電圧(vcs)Th印加し、センス回路13でメモ
リの状態を読み出し出力する。
When reading data, a sense voltage (vcs) Th is applied to the memory transistor at the address in the memory array 11 corresponding to the given address input, and the sense circuit 13 reads and outputs the state of the memory.

このとき、同時にVGSよりも少し高目のセンス′喝圧
VaS、および低目のセンス電圧VasJr印加し、そ
れぞれのセンス成圧の時の出力とVcs’r印加したと
きのデータとをメモリデータ比較回路16で比較L s
 ”c s +ま友はVGS、を印加したときのデータ
の少な(とも一方がVCSのときのデータと異々る時は
消去・書き込み制御−回路15によ、e)Vcs’に印
加した時の出力デー7i書き込む。
At this time, a sense voltage VaS, which is slightly higher than VGS, and a sense voltage VasJr, which is lower, are applied at the same time, and the memory data is compared between the output when each sense pressure is applied and the data when Vcs'r is applied. Comparison L s in circuit 16
``c s + VGS'', when the data is small (when one side is different from the data when VCS is applied, erase/write control circuit 15, e) when applying Vcs' Write the output data 7i.

このことにより、メモリの書き込み状態にあるしきい?
!圧が消去状態に近づいて米たことあるいはその逆の場
合を感知し、メモリのリフレッシュを行なうことでメモ
リのデータ保持時間金伸ばすことができる。
This allows the memory to be written to a threshold?
! By sensing when the pressure has approached the erased state or vice versa, and refreshing the memory, the data retention time of the memory can be extended.

上記実施例ではMNOSメモリについて述べたが、本発
明は他の不揮発性メモリ装置、例えばフローティングゲ
ートを用いた不揮発性メモリ装置にも応用することが出
来る。
Although the above embodiment describes an MNOS memory, the present invention can also be applied to other nonvolatile memory devices, such as nonvolatile memory devices using floating gates.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、読出し時に所定
の第1のセンス電圧と上下に一定電圧だけ異なる第2、
第3のセンス電圧と全印加し、両者の読出したデータが
異なるときデータの再書き込み全行なうことにエフ、不
揮発性メモリ装置のメモリの保持特性をメモリ単体の保
持特性よりもはるかに長(することができるという効果
がある。
As explained above, according to the present invention, the second sense voltage differs by a certain voltage above and below from the predetermined first sense voltage during reading.
The retention characteristics of the memory of a non-volatile memory device are much longer than the retention characteristics of a single memory. It has the effect of being able to

七の場合、リフレッシュは本当に必要な場合にしか行な
われないため、書き込み回数の制限の問題も回避できる
In the case of No. 7, refreshing is performed only when absolutely necessary, so the problem of limiting the number of writes can be avoided.

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

第1図は本発明の一実施例を示す°ブロック図、第2図
はメモリトランジスタのゲート電圧とドレイン電流との
関係を示す図、第3図は基本的なメモリ読み出し回路の
構成例を示す回路図である。 11・・・・メモリアレイ、12・・・・センス電圧印
加回路、13・・・・センス回路、14・・・・アドレ
スデコーダ、15・・・・消去・書込み制御回路、16
・・・・メモリデータ比較回路。 代  理  人   大  岩  増  雄第1図 第2図 VG      VG2   VGS  VGI第3図
Figure 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram showing the relationship between the gate voltage and drain current of a memory transistor, and Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of a basic memory readout circuit. It is a circuit diagram. 11... Memory array, 12... Sense voltage application circuit, 13... Sense circuit, 14... Address decoder, 15... Erase/write control circuit, 16
...Memory data comparison circuit. Agent Masuo Oiwa Figure 1 Figure 2 VG VG2 VGS VGI Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 不揮発性メモリ素子と、上記メモリ素子のゲートにセン
ス電圧を印加し上記メモリの状態を読み出すセンス回路
と、上記メモリ素子の消去・書き込みを制御する制御回
路とを備え、メモリの読み出し時に、所定の第1のセン
ス電圧をメモリ素子のゲートに印加し読み出し動作を行
なうとともに、第1のセンス電圧より低い第2のセンス
電圧および第1のセンス電圧よりも高い第3のセンス電
圧を印加して読み出し動作を行ない、第2および第3の
センス電圧を印加したとき上記センス回路より出力され
る値のいずれか一方が第1のセンス電圧を印加したとき
出力された値と異なるときに、第1のセンス電圧を印加
したとき出力された値を上記メモリ素子に書き込むよう
にしたことを特徴とする不揮発性メモリ装置。
It includes a nonvolatile memory element, a sense circuit that applies a sense voltage to the gate of the memory element to read the state of the memory, and a control circuit that controls erasing and writing of the memory element. A first sense voltage is applied to the gate of the memory element to perform a read operation, and a second sense voltage lower than the first sense voltage and a third sense voltage higher than the first sense voltage are applied to perform the read operation. When one of the values outputted from the sense circuit when the operation is performed and the second and third sense voltages are applied is different from the value output when the first sense voltage is applied, the first sense voltage is applied. A nonvolatile memory device characterized in that a value output when a sense voltage is applied is written into the memory element.
JP60268422A 1985-11-27 1985-11-27 Nonvolatile memory device Pending JPS62128096A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032347A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Mega Chips Corp Nonvolatile semiconductor storage device
JP2015167063A (en) * 2010-08-16 2015-09-24 株式会社半導体エネルギー研究所 semiconductor memory device

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