JP2000215684A - Semiconductor storage device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不揮発性記憶装置内部でメモリセルの状態を
全てのデータ線毎に判定し、書込みの継続および停止な
どの制御を自動的に行なうようにする。
【解決手段】 第1のデータ線D1と、第1のデータ線
に対向して平行に配置された第2のデータ線D2と、第
1および第2のデータ線の双方に交差する複数のワード
線W1,W2と、第1と第2のデータ線と複数のワード
線との所望の交点に設けられた複数のメモリセルと、第
1のデータ線と第2のデータ線とがその入力に接続され
た第1のセンスアンプSACおよび第2のセンスアンプ
SACと、第1のセンスアンプの出力に接続された第1
のコモンデータ線CDと、第2のセンスアンプの出力に
接続された第2のコモンデータ線CDとを具備し、複数
のメモリセルは、第1のセンスアンプと第2のセンスア
ンプとの間に配置されるとともに第1のコモンデータ線
と第2のコモンデータ線との間に配置される。
(57) Abstract: A state of a memory cell is determined for every data line in a nonvolatile memory device, and control such as continuation and stop of writing is automatically performed. SOLUTION: A first data line D1, a second data line D2 arranged parallel to and opposed to the first data line, and a plurality of words crossing both the first and second data lines are provided. Lines W1 and W2, a plurality of memory cells provided at desired intersections of the first and second data lines and a plurality of word lines, and first and second data lines are input to the input. A first sense amplifier SAC and a second sense amplifier SAC connected to each other, and a first sense amplifier SAC connected to an output of the first sense amplifier.
, And a second common data line CD connected to the output of the second sense amplifier, and the plurality of memory cells are connected between the first sense amplifier and the second sense amplifier. And between the first common data line and the second common data line.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電気的書き換え機能
を備えた半導体記憶装置に関わり、特に書き換え時に行
なう繰り返し書き込み動作の継続、停止を記憶装置内部
で自動的に判定制御できるようにして、書き換え動作と
読み出し動作の高速化およびその装置の小型化を可能と
した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 semiconductor memory device having an electrical rewriting function, and more particularly, to a semiconductor memory device capable of automatically judging and controlling the continuation and stop of a repetitive writing operation performed at the time of rewriting. The present invention relates to a semiconductor memory device capable of speeding up operation and reading operation and miniaturizing the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、不揮発性半導体記憶素子(メモリ
セル)をアレイ状に配置し、メモリセル群のコントロー
ルゲート共通線すなわち同一ワード線に接続する該メモ
リセル群(以下、セクタという)の電気的書き換え(電
気的消去、電気的書込み)を行なう半導体不揮発性記憶
装置において、該メモリセル群のドレイン共通線すなわ
ち同一データ線毎に一括同時電気的書き換え機能を備え
た半導体不揮発性記憶装置としては、Symposium on VLS
I Circuits Digest of Technical Papers pp20-21 1992
にNAND−EEPROM方式の書き換え回路構成が提
案されている。図22、図23、図24は上記従来例を
説明するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, nonvolatile semiconductor memory elements (memory cells) are arranged in an array, and the electric power of a memory cell group (hereinafter referred to as a sector) connected to a control gate common line of the memory cell group, that is, the same word line. In a nonvolatile semiconductor memory device that performs a dynamic rewrite (electrical erasure, electrical write), a semiconductor nonvolatile memory device having a collective simultaneous electrical rewrite function for a drain common line of the memory cell group, that is, for the same data line is as follows. , Symposium on VLS
I Circuits Digest of Technical Papers pp20-21 1992
Has proposed a NAND-EEPROM rewriting circuit configuration. FIG. 22, FIG. 23, and FIG. 24 illustrate the above conventional example.
【0003】図22に示す従来のNAND−EEPRO
Mの書き換え回路構成は、一つのリード・ライト回路を
中心にオープンビットライン構成で接続され、各々のビ
ット線毎にベリファイ回路が接続されている。言い替え
れば、ビット線毎に2セットのベリファイ回路とリード
・ライト回路がオープンビットライン構成で接続されて
いる。図22および図23に示したものは、例えば、書
き換え対象ビット線BLaiに対して、ビット線BLb
iをダミービット線としたものである。リード・ライト
回路は読み出し動作時にはフリップフロックの特性を持
つセンスアンプとして動作し、また、書込み動作にはデ
ータラッチ回路として動作する回路である。半導体不揮
発性記憶装置内部へのデータ情報の取り入れ動作は、複
数のバイトデータを連続(ページ動作)で取り入れ、リ
ード・ライト回路にそのデータ情報をラッチする動作を
いう。メモリセルは、同時に書込みを行なうセル毎に、
同じコントロールゲート線(CG)すなわちワード線に接
続されている。A conventional NAND-EEPRO shown in FIG.
The rewriting circuit configuration of M is connected in an open bit line configuration centering on one read / write circuit, and a verify circuit is connected to each bit line. In other words, two sets of verify circuits and read / write circuits are connected in an open bit line configuration for each bit line. FIGS. 22 and 23 show, for example, that the bit line BLb
i is a dummy bit line. The read / write circuit operates as a sense amplifier having flip-flop characteristics during a read operation, and operates as a data latch circuit during a write operation. The operation of incorporating data information into the semiconductor nonvolatile memory device refers to an operation of incorporating a plurality of byte data in a continuous manner (page operation) and latching the data information in a read / write circuit. The memory cell is, for each cell to be written simultaneously,
They are connected to the same control gate line (CG), that is, a word line.
【0004】NAND−EEPROM方式における書込
みは、メモリセルのしきい値が消去動作によって低い状
態(負のしきい値)から、一部のメモリセルを選択的に
しきい値を高く(正のしきい値)する動作である。書込
み時には、選択されたワード線にVpp18Vを、非選
択のワード線にVm10Vを印加する。データ線電圧は
リード・ライト回路の電源電圧VrwをVcc(3V)
からVmb8Vに昇圧されるが、“1”プログラミング
(書込み状態)では入力データの電圧Vssのままメモ
リセルのドレインに0Vが印加される。この時、メモリ
セルのコントロールゲートとチャネル間に大きな電位差
が生じ、Fowler-Nordheimトンネル現象により電子が注
入され、メモリセルのしきい値が高くなる。一方、
“0”プログラミング(消去状態維持)では入力データ
の電圧がVccからVmb8Vに昇圧されメモリセルの
ドレインに印加される。この場合、メモリセルのコント
ロールゲートとチャネル間に高い電位が生じないため、
メモリセルのしきい値は消去状態のままの低い値を維持
する。In the writing in the NAND-EEPROM system, a threshold value of a memory cell is selectively lowered from a state (negative threshold value) due to an erasing operation to some memory cells (positive threshold value). Value). At the time of writing, Vpp18V is applied to a selected word line, and Vm10V is applied to a non-selected word line. For the data line voltage, the power supply voltage Vrw of the read / write circuit is changed to Vcc (3 V).
, To Vmb8V, but in "1" programming (writing state), 0V is applied to the drain of the memory cell with the input data voltage Vss. At this time, a large potential difference occurs between the control gate and the channel of the memory cell, electrons are injected by the Fowler-Nordheim tunnel phenomenon, and the threshold value of the memory cell increases. on the other hand,
In “0” programming (maintaining the erased state), the voltage of the input data is boosted from Vcc to Vmb 8 V and applied to the drain of the memory cell. In this case, since no high potential is generated between the control gate and the channel of the memory cell,
The threshold value of the memory cell maintains a low value in the erased state.
【0005】上記書込み終了後、メモリセルの状態読み
出し(書き込みベリファイ)が行なわれる。書込みベリ
ファイ動作時の信号タイミング波形図を図23に示す。
今、メモリセルアレイ(a)側のセルが選択されていれ
ば、ビット線BLaiの電位はφpaによりVa電圧=
(3/5)Vccすなわち1.8Vまでプリチャージさ
れる。一方、ビット線BLbiのダミービット線の電位
はφpbによりVb=(1/2)Vccすなわち1.5
Vまでプリチャージされる(t1〜t2)。After the completion of the writing, the state read (write verify) of the memory cell is performed. FIG. 23 shows a signal timing waveform diagram during the write verify operation.
Now, if the cell on the memory cell array (a) side is selected, the potential of the bit line BLai becomes Va voltage = φpa.
It is precharged to (3/5) Vcc, that is, 1.8 V. On the other hand, the potential of the dummy bit line of bit line BLbi is Vb = (1/2) Vcc, that is, 1.5 due to φpb.
It is precharged to V (t1 to t2).
【0006】ビット線プリチャージ後、選択ワード線
(CG)電位は書込みベリファイ電圧0.6Vまで降圧
され、非選択のワード線(CG)にはVccが供給され
る。もし、選択されたメモリセルのしきい値が0.6V
以下の場合、選択されたメモリセルに電流が流れ、ビッ
ト線の電圧は1.5V以下となる。一方、メモリセルの
しきい値が0.6Vより大きい時には電流は流れず、ビ
ット線の電圧はプリチャージ電圧の1.8Vに保たれる
(t2〜t3)。After the bit line is precharged, the potential of the selected word line (CG) is reduced to the write verify voltage 0.6 V, and Vcc is supplied to the unselected word lines (CG). If the threshold value of the selected memory cell is 0.6V
In the following cases, a current flows through the selected memory cell, and the voltage of the bit line becomes 1.5 V or less. On the other hand, when the threshold value of the memory cell is larger than 0.6 V, no current flows, and the voltage of the bit line is maintained at the precharge voltage of 1.8 V (t2 to t3).
【0007】その後、全てのワード線(CG)が0Vの
非選択状態に入るとベリファイ回路信号φavは活性化
状態(Vcc)に入る。もし、リード・ライト回路のラ
ッチデータが“1”(電圧値0V)の時は、MOSトラ
ンジスタT1がOFFになり、ビット線BLaiの電圧
はφavが活性化状態に入る前のレベルに保たれる。一
方、ラッチデータが“0”(電圧値Vcc)の時には、
MOSトランジスタT1がONとなり、ビット線BLa
iの電圧は1.5V以上となる(t3〜t4)。Thereafter, when all word lines (CG) enter a non-selected state of 0 V, verify circuit signal φav enters an activated state (Vcc). If the latch data of the read / write circuit is "1" (voltage value 0 V), the MOS transistor T1 is turned off, and the voltage of the bit line BLai is maintained at the level before φav enters the active state. . On the other hand, when the latch data is “0” (voltage value Vcc),
The MOS transistor T1 turns on, and the bit line BLa
The voltage of i becomes 1.5 V or more (t3 to t4).
【0008】ベリファイ回路信号φavがロウ(Vs
s)になるとリード・ライト回路はイコライズ状態(φ
p:ハイ、φn:ロウ、φe:ハイ)になり、その後、
ベリファイ回路信号φa、φbの活性化によりセンスア
ンプとして動作する(t4〜)。When the verify circuit signal φav is low (Vs
s), the read / write circuit is in the equalized state (φ
p: high, φn: low, φe: high), and then
The verification circuit signals φa and φb are activated to operate as a sense amplifier (t4 to).
【0009】ビット線BLaiの電圧はオープンビット
ライン方式で読み出され、その書込み後の読み出し(書
込みベリファイ)データは、リード・ライト回路のラッ
チデータに再プログラムし直される。プログラムデータ
と再プログラムデータおよびメモリセルのデータとの関
係を図24に示す。今、あるメモリセルを“1”(ラッ
チデータ電圧0V)プログラミングし、書込みベリファ
イ動作でそのメモリセルのしきい値電圧が0.6Vより
高い値に達した時は、メモリセルの過剰書込みを防ぐた
めに、ラッチデータ電圧はVccすなわち“0”プログ
ラミングされる。The voltage of the bit line BLai is read by the open bit line method, and the read (write verify) data after the writing is reprogrammed to the latch data of the read / write circuit. FIG. 24 shows the relationship among the program data, the reprogram data, and the data of the memory cells. Now, when a certain memory cell is programmed to “1” (latch data voltage 0 V) and the threshold voltage of the memory cell reaches a value higher than 0.6 V in the write verify operation, excessive writing of the memory cell is prevented. For example, the latch data voltage is programmed to Vcc, ie, “0”.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、上
述したような電気的書き換え動作アルゴリズムは、繰り
返し行なわれる書込み動作、書込みベリファイ動作は書
き換えセクタのビット毎に制御を行なっている。しか
し、書込みを選択した全てのビットが書込みを終了した
か否かの検出判定を行なっていないため繰り返し行なわ
れる書込み動作、書込みベリファイ動作の停止を判定す
ることはできない。このため、従来は、タイマーなどを
使って停止を制御している。このような、書込み終了の
検出判定動作を行なわず、タイマー等で書込み動作、書
込みベリファイ動作を停止するようにした制御方式で
は、一般に、書き込み時のタイマーの設定時間は書き換
え耐性を考慮して充分な時間を設定する必要がある。一
方、タイマーに充分な時間を設定した場合には、特にメ
モリセルのドレイン電圧は8V、あるいはメモリセルの
コントロールゲート(ワード)電圧は18Vなど、高電
圧を用いているため、書込みディスターブ耐性が問題と
なる。In the above-mentioned prior art, the above-described electrical rewriting operation algorithm controls the repetitive write operation and write verify operation for each bit of the rewrite sector. However, since it is not determined whether or not all the bits for which writing is selected have completed writing, it is not possible to determine whether or not to stop the write operation and the write verify operation that are repeatedly performed. For this reason, the stop is conventionally controlled using a timer or the like. In such a control method in which the write operation and the write verify operation are stopped by a timer or the like without performing the write end detection / judgment operation, in general, the set time of the timer at the time of writing is sufficient in consideration of the rewriting endurance. It is necessary to set a proper time. On the other hand, if a sufficient time is set for the timer, the write disturb resistance is a problem because a high voltage such as a drain voltage of the memory cell is 8 V or a control gate (word) voltage of the memory cell is 18 V is used. Becomes
【0011】また、書込み終了の検出判定動作を半導体
不揮発性記憶装置の外部にあるシステム(例えば、スチ
ールカメラ、小型録音機、ポケットコンピュータなどの
携帯用システム)内のCPUに実行させる場合には、半
導体不揮発性記憶装置とシステムとのバスを切り離さず
に行なう必要があるため煩雑であり、また、その間CP
Uが半導体不揮発性記憶装置の書き換え制御に占有され
てしまうという問題がある。本発明の第1の目的は、上
記問題点を解消し、半導体記憶装置と使用されるシステ
ムとのバスを切り離したままセクタ情報の電気的書き換
えを実施することが容易な半導体記憶装置を提案するこ
とである。When the CPU in a system (for example, a portable system such as a still camera, a small recorder, a pocket computer, etc.) outside the semiconductor nonvolatile storage device executes the write end detection / determination operation, The operation must be performed without disconnecting the bus between the semiconductor nonvolatile memory device and the system, which is complicated.
There is a problem that U is occupied by the rewrite control of the semiconductor nonvolatile memory device. A first object of the present invention is to solve the above problems and propose a semiconductor memory device in which electrical rewriting of sector information can be easily performed while a bus between a semiconductor memory device and a used system is disconnected. That is.
【0012】また、上記従来技術のNAND−EEPR
OMの書き込み動作のメモリセルしきい値と書込みドレ
イン電圧の定義は、図19のaに示すように「(1)書
込みメモリセルしきい値を消去後の低い状態から選択的
に一部のメモリセルのしきい値を高く、かつ、(2)書
込み選択のドレイン線には0Vを、非選択のドレイン線
には正電圧を印加する」というものである。この定義で
は上記従来技術の手法であるベリファイ方式が使用でき
る。しかし、図19のbに示すような「(1)書込みメ
モリセルしきい値を消去後の高い状態から選択的に一部
のメモリセルのしきい値を低く、(2)書込み選択のド
レイン線には正電圧を、非選択ドレイン電圧に0Vを印
加する」とする書き込み動作の定義では上記従来技術の
ベリファイ方式で書込みの継続、停止を制御することが
不可能である。Further, the above-mentioned conventional NAND-EEPR
As shown in FIG. 19A, the definition of the memory cell threshold and the write drain voltage in the OM write operation is as described in “(1) Write memory cell threshold is selectively removed from a low state after erasing a part of the memory. (2) Apply 0 V to the drain line selected for writing, and apply a positive voltage to the drain line not selected. " In this definition, the verifying method, which is the above-mentioned conventional technique, can be used. However, as shown in FIG. 19B, "(1) the threshold value of some memory cells is selectively lowered from the high state after erasing, and (2) the drain line selected for writing. In the definition of the write operation, "a positive voltage is applied and 0 V is applied to the non-selection drain voltage", it is impossible to control the continuation and stop of the write by the above-mentioned conventional verify method.
【0013】以下に、図20を用いてその理由を具体的
に説明する。今、データ線b1およびb2に接続されて
いるメモリセルが書込みの対象であり、書込み後の書込
みベリファイ時において、データ線b3およびb4に接
続されているメモリセルのしきい値が低い状態と仮定す
る。言い替えれば、データ線b2は書込みベリファイ後
しきい値が高いのでさらに継続的に書込みを繰り返し、
また、データ線b4はその書込みで所望のしきい値まで
下がり、次からの書込み動作を停止する。The reason will be specifically described below with reference to FIG. Now, it is assumed that the memory cells connected to the data lines b1 and b2 are to be written, and that the threshold value of the memory cells connected to the data lines b3 and b4 is low at the time of write verification after writing. I do. In other words, since the data line b2 has a high threshold value after the write verify, the write operation is further continuously repeated.
Further, the data line b4 drops to a desired threshold value by the writing, and stops the next writing operation.
【0014】ベリファイ方式では、センスアンプ回路の
ラッチデータに無関係に全データ線をプリチャージし、
ワード線選択後、しきい値の低いメモリセルに接続され
ているデータ線b3およびb4に電流が流れ、データ線
電位が0Vとなる。その後行なわれるデータ書き換えに
よりデータ線の電位は、センスアンプ回路の初期書き込
みデータによりデータ線b2およびb4、プリチャージ
電位を保つデータ線b1が3Vとなる。したがって、初
期の書込みデータに対してそのままデータを継続したい
データ線b2と、しきい値の低い状態を維持したいデー
タ線b3は問題ないが、書き換えを停止したいデータ線
b4と、初期書込みデータ0Vを保持したいデータ線b
1においては、再書込みデータが異なるため、ベリファ
イ方式の書き換えは利用できない。In the verify method, all data lines are precharged regardless of the latch data of the sense amplifier circuit,
After the word line is selected, a current flows through the data lines b3 and b4 connected to the memory cells having a low threshold value, and the data line potential becomes 0V. The potential of the data line is set to 3 V by the data rewriting performed thereafter and the data lines b2 and b4 and the data line b1 maintaining the precharge potential are set to 3 V by the initial write data of the sense amplifier circuit. Therefore, although there is no problem with the data line b2 for which the data is to be continued as it is with respect to the initial write data and the data line b3 for which it is desired to maintain a low threshold state, the data line b4 for which rewriting is to be stopped and the initial write data 0V are Data line b you want to hold
In No. 1, rewriting by the verify method cannot be used because rewriting data is different.
【0015】したがって、本発明の第2の目的は、半導
体記憶素子(メモリセル)の書き込み動作の定義が書込
みしきい値を消去後の高い状態から選択的に一部のメモ
リセルのしきい値を低くし、書込み非選択のドレイン線
電圧を0Vとする場合の半導体記憶装置において、繰り
返し行なわれる書込みの継続、停止をデータ線毎に判定
し、書込み対象の全てのデータ線に接続されている選択
メモリセルに書込みが完了した時の書込みの停止制御を
提案することである。Therefore, a second object of the present invention is to define a write operation of a semiconductor memory element (memory cell) by selectively selecting a write threshold from a high state after erasing a threshold of some memory cells. In the semiconductor memory device in which the drain line voltage of the non-selection write is set to 0 V, the continuation or stop of the repetition of the write is determined for each data line, and all the data lines to be written are connected. An object of the present invention is to propose a write stop control when writing to a selected memory cell is completed.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体記憶装置において、各データ線毎
にメモリセル状態検出回路を設け、書き込み動作、書き
込みベリファイ動作時に関連するメモリセルの書き込み
状態を検出し、その結果によって、書き換え時に繰り返
し行われる書き込み動作の継続、停止を制御するように
した点を特徴としている。さらに、データ線毎にプリチ
ャージ制御回路、センスアンプ回路が設けられている。According to the present invention, in order to achieve the above object, in a semiconductor memory device, a memory cell state detection circuit is provided for each data line, and a memory cell associated with a write operation and a write verify operation is provided. Is characterized by detecting the write state of the write operation and controlling the continuation and stop of the write operation repeatedly performed at the time of rewriting based on the result. Further, a precharge control circuit and a sense amplifier circuit are provided for each data line.
【0017】本発明によれば、上述したように、メモリ
セルアレイにおいて、データ線毎にメモリセル状態検出
回路を設けた構成によって、それが使われるシステム中
のCPUからの制御は書き換え開始のわずかな時間だけ
でよく、その後の書き換え(書き込み動作の継続、停止
などの制御を含めて)は、半導体記憶装置内部だけで自
動的に行なわれるため、CPUの負担は著しく低減され
る。さらに、プリチャージ方式を用いると、書込みを行
なうデータ線のみがプリチャージ対象となり、最終デー
タラッチ内のデータは必ず0Vになる。したがって、従
来の技術であるベリファイ方式と比較して消費電流の点
で有利になる。According to the present invention, as described above, by providing a memory cell state detection circuit for each data line in the memory cell array, control from the CPU in the system in which the memory cell state detection circuit is used is slightly reduced when rewriting is started. Only time is required, and subsequent rewriting (including control such as continuation and stop of the writing operation) is automatically performed only inside the semiconductor memory device, so that the load on the CPU is significantly reduced. Further, when the precharge method is used, only the data line to be written is to be precharged, and the data in the final data latch always becomes 0V. Therefore, it is advantageous in terms of current consumption as compared with the conventional verify method.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例による
フラッシュメモリ(電気的に一括消去可能な不揮発性メ
モリ)であるところの半導体不揮発性記憶装置を有する
半導体集積回路を示す回路ブロックである。図1に示さ
れた実施例は、データ線毎にメモリセル状態検出回路A
LLCを設けたことを特徴としている。該メモリセル状
態検出回路ALLCによって、書き換え処理時におい
て、繰り返し行なわれる書込み動作をさらに継続するか
または停止するかをデータ線毎に判定し、書込み対象の
全てのデータ線に接続されている選択メモリセルに書込
みが完了した時に書込み動作を停止するようにしてい
る。一方、繰り返し行われる消去動作は全てのデータ線
に接続されているメモリセルが消去しきい値に達するま
で続けられ、該メモリセル状態検出回路ALLCによっ
て全てのメモリセルが消去しきい値に達したと判定され
たとき消去動作は停止される。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a semiconductor integrated circuit having a semiconductor nonvolatile memory device which is a flash memory (an electrically erasable nonvolatile memory) according to an embodiment of the present invention. It is. In the embodiment shown in FIG. 1, a memory cell state detection circuit A is provided for each data line.
It is characterized in that LLC is provided. The memory cell state detection circuit ALLC determines, for each data line, whether to continue or stop the repetitive write operation during the rewrite process, and selects the selected memory connected to all the data lines to be written. The writing operation is stopped when the writing to the cell is completed. On the other hand, the repeated erase operation is continued until all the memory cells connected to the data lines reach the erase threshold, and all the memory cells reach the erase threshold by the memory cell state detection circuit ALLC. When the determination is made, the erase operation is stopped.
【0019】図1の実施例をさらに詳細に説明する。同
図において、不揮発性メモリセルのトランジスタM1、
M2、M4、M5は、公知のフラッシュメモリセル(電
気的に一括消去可能な不揮発性メモリセル)である。メ
モリセルM1、M4のコントロールゲート(制御ゲー
ト)電極はワード線W1に接続され、メモリセルM2、
M5のコントロールゲート(制御ゲート)電極はワード
線W2に接続されている。さらにワード線W1、W2は
行デコーダXDCRに接続されている。また、メモリセ
ルM1、M2のドレイン電極は、データ線D1に接続さ
れ、メモリセルM4、M5のドレイン電極は、データ線
D2に接続されている。そしてデータ線D1、D2毎に
プリチャージを制御するプリチャージ制御回路PCC、
センス機能と書込みデータのデータラッチ機能、言い替
えると、書込みドレイン電圧設定機能とを兼用するセン
スアンプ回路SAC、およびメモリセルの状態をデータ
線同時に判定するメモリセル状態検出回路ALLCに接
続され、さらに列ゲートQ4、Q5に接続されている。
また、各々のデータ線D1、2は、それぞれデータ線デ
ィスチャージMOSFETQ1、Q2に接続されてい
る。メモリセルM1〜M5のソース電極は、共通ソース
線Sに接続され接地(接地電位Vss)されている。The embodiment shown in FIG. 1 will be described in more detail. In the figure, a transistor M1 of a nonvolatile memory cell,
M2, M4, and M5 are known flash memory cells (nonvolatile memory cells that can be electrically erased collectively). The control gate (control gate) electrodes of the memory cells M1 and M4 are connected to the word line W1, and the memory cells M2 and M4
The control gate (control gate) electrode of M5 is connected to the word line W2. Further, the word lines W1, W2 are connected to a row decoder XDCR. The drain electrodes of the memory cells M1 and M2 are connected to the data line D1, and the drain electrodes of the memory cells M4 and M5 are connected to the data line D2. A precharge control circuit PCC that controls precharge for each of the data lines D1 and D2,
It is connected to a sense amplifier circuit SAC that serves both as a sense function and a data latch function of write data, in other words, a write drain voltage setting function, and to a memory cell state detection circuit ALLC that simultaneously determines the state of a memory cell on a data line. It is connected to gates Q4 and Q5.
The data lines D1 and D2 are connected to the data line discharge MOSFETs Q1 and Q2, respectively. The source electrodes of the memory cells M1 to M5 are connected to the common source line S and are grounded (ground potential Vss).
【0020】本発明における半導体記憶装置内部の電気
的書き換え動作は、以下の通りである。メモリセル状態
検出回路ALLCによるメモリセル状態検出動作判定
後、データ線毎に接続されているセンスアンプ回路SA
Cのデータラッチの情報が、一つでも書込みを指定して
いる状態である場合には、再び書込み動作を繰り返す。
また、メモリセル状態検出動作判定で、センスアンプ回
路SACのデータラッチの情報が、全て書込み非選択状
態である場合には、その検出判定動作終了後、繰り返し
行なわれていた書込み動作を終了させる。The electrical rewriting operation inside the semiconductor memory device according to the present invention is as follows. After determining the memory cell state detection operation by the memory cell state detection circuit ALLC, the sense amplifier circuit SA connected to each data line
When the information of the data latch of C indicates that at least one write is designated, the write operation is repeated again.
In addition, in the determination of the memory cell state detection operation, when all the information of the data latch of the sense amplifier circuit SAC is in the write non-selection state, after the detection determination operation is completed, the repeatedly performed write operation is terminated.
【0021】本発明の上記第1の目的は上記構成によっ
て達成される。すなわち、各データ線毎に設けられたメ
モリセル状態検出回路ALLCによって、書き換え動作
中の繰り返し行なわれる書込み動作の継続、停止を判定
し、書込み対象の全てのデータ線に接続されている選択
メモリセルに書込みが完了した時の書込みの停止するよ
うにしている。[0021] The first object of the present invention is achieved by the above configuration. That is, the continuation or stop of the repetitive write operation during the rewrite operation is determined by the memory cell state detection circuit ALLC provided for each data line, and the selected memory cell connected to all the data lines to be written is determined. When the writing is completed, the writing is stopped.
【0022】メモリセル状態検出回路ALLCはデータ
線毎に書込み状態検出回路がすくなくとも一つのMOS
FETで構成され、センスアンプ回路SACからの出力
がそのMOSFETのゲート入力に接続されていればよ
い。したがって、状態検出動作判定後少なくとも一つの
データ線にセンスアンプ回路SACのデータラッチが書
込みを指定している状態である場合には再び書込み動作
を繰り返し、また状態検出動作判定で全てのセンスアン
プ回路のデータラッチが書込み非選択状態である場合に
は、その検出判定動作後繰り返し行なわれていた書込み
動作を終了させる。The memory cell state detection circuit ALLC has at least one MOS write state detection circuit for each data line.
It suffices if it is constituted by an FET and the output from the sense amplifier circuit SAC is connected to the gate input of the MOSFET. Therefore, if the data latch of the sense amplifier circuit SAC specifies writing to at least one data line after the state detection operation determination, the write operation is repeated again, and all the sense amplifier circuits are determined by the state detection operation determination. If the data latch is in the write non-selected state, the write operation repeatedly performed after the detection determination operation is terminated.
【0023】メモリセル状態検出回路ALLCを構成す
るMOSFETは、メモリセルと同じ不揮発性半導体メ
モリセルであってもよい。この場合、欠陥メモリセルに
接続されたデータ線に対応する該不揮発性半導体メモリ
セルのしきい値をプログラム可能にし、該データ線に接
続されたセンスアンプ回路SACのデータラッチ情報を
判定の対象から外すことができる。The MOSFET constituting the memory cell state detection circuit ALLC may be the same nonvolatile semiconductor memory cell as the memory cell. In this case, the threshold value of the nonvolatile semiconductor memory cell corresponding to the data line connected to the defective memory cell is made programmable, and the data latch information of the sense amplifier circuit SAC connected to the data line is determined from the determination target. Can be removed.
【0024】また、メモリセルの書き込み動作の定義を
図19のbに示すように「(1)書込みしきい値を消去
後の高い状態から選択的に低い状態、(2)書込み非選
択のドレイン線には0Vを印加」とする場合、書込み継
続、停止をデータ線毎に同時制御を行なうには、センス
アンプ回路SACのラッチデータを利用し、書込みを行
なうデータ線のみを選択的にプリチャージを行なうプリ
チャージ方式を用いればよい。As shown in FIG. 19B, the write operation of the memory cell is defined as "(1) selectively lower the write threshold from a high state after erasing, and (2) non-selected drain. When "0 V is applied to the line", to simultaneously control writing continuation and stop for each data line, use the latch data of the sense amplifier circuit SAC and selectively precharge only the data line to be written. May be used.
【0025】図21にその関係を示す。今、データ線b
2およびb4に接続されているメモリセルが書込みの対
象であり、書込み後の書込みベリファイ時において、デ
ータ線b3およびb4に接続されているメモリセルのし
きい値が低い状態と仮定する。言い替えれば、データ線
b2は書込みベリファイ後しきい値が高いので継続的に
書込みを繰り返し、また、データ線b4はその書込みで
所望のしきい値まで下がり、次からの書込み動作を停止
する。プリチャージ方式では、センスアンプ回路のラッ
チデータの情報で書込みを指定しているデータ線b2お
よびb4のみをプリチャージの対象データ線とする。書
込みベリファイ電圧がワード線に供給された後、データ
線の電圧はb1、b3、b4が0Vとなり、データ線b
2のみが3Vである。そのデータ線の電位情報をラッチ
データの再書込みとすることにより、書込み動作の停止
(b1、b3、b4)および書込み動作の継続(b2)
を制御する。FIG. 21 shows the relationship. Now, data line b
It is assumed that the memory cells connected to 2 and b4 are to be written, and the threshold value of the memory cells connected to data lines b3 and b4 is low at the time of write verification after writing. In other words, since the data line b2 has a high threshold value after write verification, the write operation is continuously repeated, and the data line b4 is lowered to a desired threshold value by the write operation, and the subsequent write operation is stopped. In the precharge method, only the data lines b2 and b4 for which writing is specified by the information of the latch data of the sense amplifier circuit are data lines to be precharged. After the write verify voltage is supplied to the word line, the voltages of the data lines b1, b3, and b4 become 0 V, and the data line b
Only 2 is at 3V. By making the potential information of the data line the rewriting of the latch data, the writing operation is stopped (b1, b3, b4) and the writing operation is continued (b2).
Control.
【0026】図1中のプリチャージ制御回路PCCは、
少なくともプリチャージ信号をゲート入力とするMOS
FETと該センスアンプ回路SAC内部の端子信号をゲ
ート入力とするMOSFET等から構成される。The precharge control circuit PCC in FIG.
MOS with at least precharge signal as gate input
It is composed of an FET, a MOSFET having a terminal signal inside the sense amplifier circuit SAC as a gate input, and the like.
【0027】図2には、本発明の一実施例の半導体不揮
発性記憶装置の回路図が示されている。同図の各回路素
子は、特に制限されないが、公知のCMOS(相補型M
OS)集積回路の製造技術により、1個の単結晶シリコ
ンのような半導体基板上において形成されたものであっ
てもよい。また、特に制限されないが、本集積回路は単
結晶p型シリコンからなる半導体基板上に形成されたも
のであってもよい。nチャネルMOSFETは、かかる
半導体基板表面に形成されたソース領域、ドレイン領域
およびソース領域とドレイン領域との間の半導体基板上
に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して形成されたポリシリ
コン等からなるゲート電極によって構成される。pチャ
ネルMOSFETは、上記半導体基板表面に形成された
n型ウェル領域に形成される。これによって半導体基板
はその上に形成された複数のnチャネルMOSFETの
共通の基板ゲートを構成し、回路の接地電位が供給され
る。pチャネルMOSFETの共通の基板ゲート、すな
わちn型ウェル領域は電源電圧Vccに接続される。あ
るいは、高電圧回路であれば内部発生高電圧等に接続さ
れる。また、集積回路は単結晶n型シリコンからなる半
導体基板上に形成したものであってもよい。この場合n
チャネルMOSFETはp型ウェル領域に形成される。FIG. 2 is a circuit diagram of a semiconductor nonvolatile memory device according to one embodiment of the present invention. Although each circuit element in the figure is not particularly limited, a known CMOS (complementary M
OS) It may be formed on a semiconductor substrate such as one single crystal silicon by a manufacturing technique of an integrated circuit. Although not particularly limited, the present integrated circuit may be formed on a semiconductor substrate made of single crystal p-type silicon. The n-channel MOSFET is made of polysilicon or the like formed on the semiconductor substrate between the source region and the drain region, and between the source region and the drain region via a thin gate insulating film on the semiconductor substrate. It is constituted by a gate electrode. The p-channel MOSFET is formed in an n-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate. Thereby, the semiconductor substrate forms a common substrate gate of the plurality of n-channel MOSFETs formed thereon, and the ground potential of the circuit is supplied. The common substrate gate of the p-channel MOSFET, that is, the n-type well region is connected to the power supply voltage Vcc. Alternatively, if it is a high voltage circuit, it is connected to an internally generated high voltage or the like. Further, the integrated circuit may be formed on a semiconductor substrate made of single-crystal n-type silicon. In this case n
The channel MOSFET is formed in a p-type well region.
【0028】また、特に制限されないが、この実施例の
半導体不揮発性記憶装置は、外部端子から供給される行
アドレス信号AX、列アドレス信号AYを受けるアドレ
スバッファ回路XADB、YADBを通して形成された
相補アドレス信号が行アドレスデコーダXDCR、列ア
ドレスデコーダYDCRに供給されるようになってい
る。Although not particularly limited, the semiconductor non-volatile memory device of this embodiment has a complementary address formed through address buffer circuits XADB and YADB which receive a row address signal AX and a column address signal AY supplied from external terminals. A signal is supplied to a row address decoder XDCR and a column address decoder YDCR.
【0029】図3にアドレスバッファ回路ADB(XA
DB、YADB)の一実施例を示す。特に制限されない
が、上記行、列アドレスバッファ回路XADB、YAD
Bは装置内部の選択信号/CE(chip enable信号)に
より活性化され、外部端子からのアドレス信号Axを取
り込み、外部端子から供給されたアドレス信号と同相の
内部アドレス信号axおよび逆相のアドレス信号/axと
からなる相補アドレス信号を形成する。なお、本明細書
中における「/」は相補信号を表している。図2におい
て、行アドレスデコーダXDCRは、行アドレスバッフ
ァ回路XADBの相補アドレス信号に従ったメモリアレ
イのワード線Wiの選択信号を形成し、同様に列アドレ
スデコーダYDCRは、列アドレスバッファ回路YAD
Bの相補アドレス信号に従ったメモリアレイのデータ線
Diの選択信号を形成する。FIG. 3 shows an address buffer circuit ADB (XA
DB, YADB). Although not particularly limited, the above row and column address buffer circuits XADB, YAD
B is activated by a selection signal / CE (chip enable signal) inside the device, takes in an address signal Ax from an external terminal, and outputs an internal address signal ax having the same phase as the address signal supplied from the external terminal and an address signal having the opposite phase. / Ax to form a complementary address signal. Note that “/” in this specification indicates a complementary signal. In FIG. 2, a row address decoder XDCR forms a selection signal of a word line Wi of a memory array in accordance with a complementary address signal of a row address buffer circuit XADB. Similarly, a column address decoder YDCR forms a column address buffer circuit YAD
A selection signal for the data line Di of the memory array according to the complementary address signal of B is formed.
【0030】また、特に制限するものではないが、本装
置におけるアドレス入力信号はワード線系アドレス信号
のみであってもよい。その場合、データ線系アドレス信
号は装置内部で発生し、選択されたワード線に接続され
ているメモリセル群のデータを連続的に扱うようにすれ
ばよい。同一ワード線に接続されているメモリセルのバ
イト数を例えば512バイトあるいは256バイトと
し、その単位をセクタとして定義する。この場合、連続
して扱うデータ単位をセクタ単位としてもよい。図3の
アドレスバッファ回路ADBにおいて、ワード線系アド
レスバッファ回路XADBには、少なくとも外部からの
信号Axの受付と、その信号を内部信号ALTCH、/ALTCH
によりラッチする機能が必要である。データ線系アドレ
スバッファ回路YADBには、少なくとも内部発生信号
Axiを受け相補アドレス信号ax、/axを出力する必要
がある。Although not particularly limited, the address input signal in the present device may be only a word line address signal. In that case, the data line address signal is generated inside the device, and the data of the memory cell group connected to the selected word line may be continuously handled. The number of bytes of the memory cells connected to the same word line is, for example, 512 bytes or 256 bytes, and the unit is defined as a sector. In this case, a data unit to be continuously processed may be a sector unit. In the address buffer circuit ADB of FIG. 3, the word line address buffer circuit XADB receives at least a signal Ax from the outside and converts the signal into internal signals ALTCH and / ALTCH.
Therefore, a function of latching is required. The data line address buffer circuit YADB needs to receive at least the internally generated signal Axi and output complementary address signals ax and / ax.
【0031】上記内部発生信号Axiは、図4に示す内部
アドレス自動発生回路などによって発生される。図4に
示した回路は、発振回路と複数のバイナリーカウンタB
Cから構成されている。すなわち、内部発振回路起動信
号/OSCを受け、内部発振回路を発振させ、その発振
周期信号をバイナリーカウンタBCで受け、各々のバイ
ナリーカウンタBCの出力をデータ線系アドレス信号A
1i〜Axiとして発生させるようにしている。The internal generation signal Axi is generated by an internal address automatic generation circuit shown in FIG. The circuit shown in FIG. 4 includes an oscillation circuit and a plurality of binary counters B.
C. In other words, the internal oscillation circuit activation signal / OSC is received, the internal oscillation circuit is oscillated, the oscillation period signal is received by the binary counter BC, and the output of each binary counter BC is output to the data line address signal A.
1i to Axi.
【0032】図2において、特に制限されるものではな
いが、メモリセルの選択は、例えば、8ビットあるいは
16ビットの単位で書き込み、読み出しを行なうため、
行アドレスデコーダXDCRと列アドレスデコーダYD
CRにより、メモリセルは8個あるいは16個が選択さ
れる。一つのデータブロックのメモリセルは、ワード線
方向(行方向)にn個、データ線方向(列方向)にm個
とした。言い替えると、メモリアレイはn×m個のメモ
リセル群のデータブロックが8個あるいは16個設けら
れる。In FIG. 2, although there is no particular limitation, the selection of a memory cell is performed, for example, in writing or reading in units of 8 bits or 16 bits.
Row address decoder XDCR and column address decoder YD
Eight or sixteen memory cells are selected by CR. The number of memory cells in one data block is n in the word line direction (row direction) and m in the data line direction (column direction). In other words, the memory array is provided with 8 or 16 data blocks of nxm memory cell groups.
【0033】図2のメモリアレイは、コントロールゲー
ト(制御ゲート)とフローティングゲート(浮遊ゲー
ト)を有するスタックドゲート構造のメモリセルMOS
FETM1〜M9と、ワード線W1〜Wnおよびデータ
線D1〜Dm、および共通ソース線CSとにより構成さ
れている。共通ソース線CSは、接地電位Vssに接続
されている。同図のメモリアレイにおいて、同一の行に
配置されたメモリセル、例えばM1、M4、M7の制御
ゲートは同一のワード線W1に接続され、同一の列に配
置されたメモリセル、例えばM1、M2、M3のドレイ
ンは同一のデータ線D1に接続されている。The memory array shown in FIG. 2 has a memory cell MOS having a stacked gate structure having a control gate (control gate) and a floating gate (floating gate).
FETs M1 to M9, word lines W1 to Wn, data lines D1 to Dm, and a common source line CS. The common source line CS is connected to the ground potential Vss. In the memory array shown in the figure, the control gates of the memory cells arranged in the same row, for example, M1, M4, M7 are connected to the same word line W1, and the memory cells arranged in the same column, for example, M1, M2 , M3 are connected to the same data line D1.
【0034】図2のデータ線D1〜Dmは、データ線毎
にプリチャージを制御するプリチャージ制御回路PC
C、センス機能と書込みデータのデータラッチ機能、言
い替えると書込みドレイン電圧設定機能とを兼用するセ
ンスアンプ回路SAC、およびメモリセルの状態をデー
タ線同時に判定するメモリセル状態検出回路ALLCに
接続され、さらに列ゲートQ4、Q5、Q6に接続され
ている。また、各々のデータ線は、データ線ディスチャ
ージMOSFETQ1、Q2、Q3にも接続されてい
る。上記アドレスデコーダYDCRによって形成された
選択信号を受ける列選択スイッチMOSFETQ4、Q
5、Q6を介して共通データ線CDに接続される。さら
に、共通データ線CDは、書き込み時オンとなる内部発
生書き込み制御信号weを受けるMOSFETQ8、外
部端子I/Oから入力される書き込み信号を受ける書き
込み用データ入力バッファDIBを介して外部端子I/
Oに接続される。また、共通データ線CDは、読み出し
時にオンとなる内部発生読み出し制御信号seを受ける
スイッチMOSFETQ7、読み出し用データ出力バッ
ファDOBを介して外部端子I/Oに接続される。The data lines D1 to Dm in FIG. 2 are connected to a precharge control circuit PC for controlling precharge for each data line.
C, a sense amplifier circuit SAC which also serves as a sense function and a data latch function of write data, in other words, a write drain voltage setting function, and a memory cell state detection circuit ALLC which simultaneously determines the state of the memory cell on the data line, It is connected to column gates Q4, Q5, Q6. Each data line is also connected to data line discharge MOSFETs Q1, Q2, Q3. Column selection switch MOSFETs Q4, Q which receive a selection signal formed by the address decoder YDCR.
5, and connected to the common data line CD via Q6. Further, the common data line CD is connected to an external terminal I / O via a MOSFET Q8 which receives an internally generated write control signal we which is turned on at the time of writing and a write data input buffer DIB which receives a write signal inputted from the external terminal I / O.
Connected to O. The common data line CD is connected to an external terminal I / O via a switch MOSFET Q7 that receives an internally generated read control signal se that is turned on at the time of reading and a read data output buffer DOB.
【0035】図5に入力バッファ回路DIBおよび出力
バッファ回路DOBの内部構成の一実施例を示す。入力
バッファ回路DIBは、内部信号weとその信号の反転
信号/weの活性化により、外部端子I/Oからのデー
タを受け入れるバッファである。データラッチ機能を持
つセンスアンプ回路SACへのデータ転送には、上記で
述べた列ゲートQ4、Q5、Q6をアドレスに応じて選
択する。出力バッファ回路DOBは、上記で述べた内部
信号seおよび後で述べる外部端子output enable信号
などから内部信号oeおよび/oeを活性化することに
より読み出し時に外部端子I/Oへデータを出力するバ
ッファである。回路構成として、内部信号seをゲート
入力とするパスゲート後に電圧変換機能を持たしてい
る。これはパスゲートによるしきい値降下を補償するた
めである。FIG. 5 shows an embodiment of the internal configuration of the input buffer circuit DIB and the output buffer circuit DOB. The input buffer circuit DIB is a buffer for receiving data from the external terminal I / O by activating the internal signal we and its inverted signal / we. For data transfer to the sense amplifier circuit SAC having a data latch function, the column gates Q4, Q5, and Q6 described above are selected according to the address. The output buffer circuit DOB is a buffer that outputs data to the external terminal I / O at the time of reading by activating the internal signals oe and / oe from the internal signal se described above and an external terminal output enable signal described later. is there. As a circuit configuration, a voltage conversion function is provided after a pass gate having the internal signal se as a gate input. This is to compensate for the threshold drop due to the pass gate.
【0036】図2におけるタイミング制御回路CONT
は、特に制限されないが、外部端子/CE、/OE、/
WE、SC、RDY/BSYなどに供給されるchip ena
ble信号、output enable信号、write enable信号、seri
al control信号、ready/busy信号などに応じて、内部制
御信号ce、se、we、oe、DDC、PG、DG、/R0、/P0、/R1、
/P1などのタイミング信号、および行アドレスデコーダ
XDCRと列アドレスデコーダYDCRなどを選択的に
供給するワード線供給電圧Vword、データ線供給電圧V
yg、センスアンプ回路pMOS電源電圧Vcd、nMOS
電源電圧Vsdなどの内部電源電圧を電源電圧Vccから
内部昇圧および内部降圧にて発生する。また、上記各電
源電圧は外部から供給されるようにしてもよい。The timing control circuit CONT in FIG.
Are not particularly limited, but the external terminals / CE, / OE, /
Chip ena supplied to WE, SC, RDY / BSY, etc.
ble signal, output enable signal, write enable signal, seri
al control signal, ready / busy signal, etc., internal control signals ce, se, we, oe, DDC, PG, DG, / R0, / P0, / R1,
/ P1 and a word line supply voltage Vword and a data line supply voltage V for selectively supplying a row address decoder XDCR, a column address decoder YDCR, and the like.
yg, sense amplifier circuit pMOS power supply voltage Vcd, nMOS
An internal power supply voltage such as the power supply voltage Vsd is generated from the power supply voltage Vcc by internal boosting and internal stepping down. Further, the respective power supply voltages may be supplied from outside.
【0037】また、特に制限はないが、読み出し動作、
書き換え動作(消去動作および書込み動作)などの動作
モードには、上記外部信号/CE、/WEの活性化と外
部端子I/Oのデータ、例えば読み出し動作00H、消
去動作20H、書込み動作10Hなどによるコマンド入
力により各動作モードとなり、図2中のタイミング制御
回路CONTで各動作に必要な内部信号を発生する。特
に、セクタ書き換えを行なう動作に対しては、書き換え
コマンド、書き換えセクタアドレス、セクタ情報(デー
タ)などを外部端子から装置内部に取り入れる。また、
書き換え動作中であるか、書き換え動作が終了したか、
消去動作中か否か、書込み動作中か否かをステータスレ
ジスタの情報(ポーリング)またはready/busy信号などに
より外部から知ることを可能とする。セクタの連続的な
読み出し動作および上記セクタデータの受付けなどにお
いては、外部端子SCからの信号に同期させて出力およ
び入力させるようにしてもよい。Although there is no particular limitation, a read operation,
The operation modes such as the rewrite operation (erase operation and write operation) include the activation of the external signals / CE and / WE and the data of the external terminal I / O such as the read operation 00H, the erase operation 20H, and the write operation 10H. Each operation mode is set by a command input, and internal signals necessary for each operation are generated by the timing control circuit CONT in FIG. In particular, for the operation of rewriting a sector, a rewrite command, a rewrite sector address, sector information (data), etc. are taken into the device from an external terminal. Also,
Whether the rewrite operation is in progress, the rewrite operation is completed,
Whether or not an erasing operation or a writing operation is being performed can be externally known by information (polling) of a status register or a ready / busy signal. In the continuous read operation of the sector and the reception of the sector data, the output and the input may be performed in synchronization with the signal from the external terminal SC.
【0038】上記メモリセルは、特に制限されるもので
はないが、EPROM(Erasable Programmable Read O
nly Memory)のメモリセルと類似の構成のものでよい。
ただし、その書き換え動作が浮遊ゲートと基板、データ
線に結合されるドレイン間、あるいはソース線に結合さ
れるソース間のトンネル現象またはコントロールゲート
とドレインに高電圧を印加するホトエレクトロン注入を
利用して電気的に行なわれる点が、従来の紫外線を用い
たEPROMの書き換え方法と異なっている。以下、図
19のbに示すように、メモリセルのしきい値を熱平衡
状態より高くする動作を消去動作、また熱平衡状態程度
にしきい値を下げることを書込み動作と定義する。書込
みを行なわない非選択(消去動作後のしきい値を保持)
のメモリセルのドレイン電圧を接地電位Vss(=0
V)とする。The memory cell is not particularly limited, but may be an EPROM (Erasable Programmable Read O / O).
nly Memory).
However, the rewriting operation uses a tunneling phenomenon between the floating gate and the substrate, the drain coupled to the data line, or the source coupled to the source line, or a photoelectron injection that applies a high voltage to the control gate and the drain. This is different from the conventional EPROM rewriting method using ultraviolet light in that it is electrically performed. Hereinafter, as shown in FIG. 19B, an operation for raising the threshold value of the memory cell above the thermal equilibrium state is defined as an erasing operation, and reducing the threshold value to about the thermal equilibrium state is defined as a writing operation. Non-selection not to write (holds threshold after erase operation)
Of the memory cell at the ground potential Vss (= 0
V).
【0039】消去動作は、メモリセル群の共通ゲートす
なわちワード線に接続するメモリセル群(セクタ)のし
きい値を熱平衡状態より高くする動作であり、ワード線
に選択的に高電圧を印加する。その場合、基板の電位を
負の電位にすることによってワード線に印加する高電圧
を基板の電位分だけ低減することができる。この時、ド
レイン端子、ソース端子およびチャネル電位は接地電位
Vss、または装置内部の最大電圧を下げるためにメモ
リセルをp型ウェル領域に形成し、p型ウェル領域に負
電圧電位を供給する。消去されたメモリセルは、その浮
遊ゲートに電子が蓄積され、読み出し時にワード線およ
びドレイン線を選択してもメモリセル電流は流れない
(“0”状態)。The erasing operation is an operation in which the threshold value of the memory cell group (sector) connected to the common gate of the memory cell group, that is, the word line, is higher than the thermal equilibrium state, and a high voltage is selectively applied to the word line. . In that case, by setting the potential of the substrate to a negative potential, the high voltage applied to the word line can be reduced by the potential of the substrate. At this time, the drain terminal, the source terminal, and the channel potential are set to the ground potential Vss or a memory cell is formed in the p-type well region in order to lower the maximum voltage inside the device, and a negative voltage potential is supplied to the p-type well region. In the erased memory cell, electrons are accumulated in the floating gate, and no memory cell current flows ("0" state) even when a word line and a drain line are selected at the time of reading.
【0040】書込みデータを装置内へ取り入れる時に
は、上記内部信号/ceおよびweなどが活性化される。入
力バッファ回路DIBおよび列アドレスデコーダYDC
Rが動作し、外部端子I/Oからのデータが所定のワー
ド線の複数のメモリセル(セクタ)情報として連続的に
センスアンプ回路SACに書き込まれる。また、センス
アンプ回路SACにデータを一時保管し、装置の外部か
ら必要なメモリセルの情報のみを書き換えるようにした
部分書き換えも可能である。When the write data is taken into the device, the internal signals / ce and we are activated. Input buffer circuit DIB and column address decoder YDC
R operates, and data from the external terminal I / O is continuously written to the sense amplifier circuit SAC as information on a plurality of memory cells (sectors) of a predetermined word line. It is also possible to temporarily store data in the sense amplifier circuit SAC and partially rewrite only necessary memory cell information from outside the device.
【0041】書込み動作時には、センスアンプ回路SA
Cに取り入れられたデータを利用して書込みを行なう。
書込みを行なうメモリセルに対応するセンスアンプ回路
SACのデータは正電圧を保持し、書込みを行なわない
センスアンプ回路SACのデータは接地電位Vssであ
る。書込みを行なうセクタに対応するワード線電位を選
択的に負電圧に設定し、ドレイン端子間との電位差で選
択的にトンネル現象を起こさせ、浮遊ゲートに蓄積され
た電子をドレイン側に引き抜くことによって書込み動作
が行なわれる(“1”状態)。During the write operation, the sense amplifier circuit SA
Writing is performed using the data taken into C.
The data of the sense amplifier circuit SAC corresponding to the memory cell to be written holds a positive voltage, and the data of the sense amplifier circuit SAC not to be written is at the ground potential Vss. By selectively setting the word line potential corresponding to the sector to be written to a negative voltage, selectively causing a tunnel phenomenon due to the potential difference between the drain terminals, and extracting electrons accumulated in the floating gate to the drain side. A write operation is performed ("1" state).
【0042】読み出し時には、選択されたワード線電位
が電源電圧Vccとなり、データ線電位には、弱い書き
込みが起こらないように1V程度の低電圧をプリチャー
ジ制御回路PCCより供給され、センスアンプ回路SA
Cでメモリセル情報の読み出しを行なう。消去された
“0”状態のメモリセルは、その浮遊ゲートに電子が蓄
積され、しきい値電圧は高くなり、読み出し時にワード
線Wを選択してもドレイン電流は流れないため、1Vを
保持している。電子の注入が行なわれていない“1”状
態のメモリセルのしきい値電圧は低く、ワード線Wを選
択すると電流が流れ、データ線電位はプリチャージ電位
1Vより低くなる。データ線電位をセンスアンプSAC
で受け“0”、“1”を判定し、列選択スイッチMOS
FETQ4、Q5、Q6を介して共通データ線CDを通
り、データ出力回路DOBを通り外部端子I/Oに出力
される。At the time of reading, the selected word line potential becomes the power supply voltage Vcc, and the data line potential is supplied with a low voltage of about 1 V from the precharge control circuit PCC so that weak writing does not occur.
At C, the memory cell information is read. In the erased memory cell in the "0" state, electrons are accumulated in its floating gate, the threshold voltage increases, and no drain current flows even when the word line W is selected at the time of reading, so that the memory cell holds 1 V. ing. The threshold voltage of the memory cell in the "1" state where electrons have not been injected is low. When the word line W is selected, a current flows, and the data line potential becomes lower than the precharge potential 1V. Data line potential is sense amplifier SAC
To determine “0” and “1”, and select the column select switch MOS.
The data is output to the external terminal I / O through the common data line CD through the FETs Q4, Q5, and Q6, through the data output circuit DOB.
【0043】フラッシュメモリにおいては、誤読み出し
の原因となるメモリセルのしきい値が、負の電圧になら
ないように精度よく制御しなければならない。そのた
め、書込み動作における書込みを何回かに分割し、書込
みが行なわれる毎に読出しを行ない、メモリセルのしき
い値が書込みしきい値に達しているかを確認(書込みベ
イファイ)し、十分でなければ、再び書込みを繰り返
す。上述した書込みベリファイ時のワード線には、通常
の読み出し時に用いられる電圧より低い電圧を印加す
る。このことにより、メモリセルの群(セクタ)内のし
きい値の分布は、その分布の上限値を制御している。こ
の書込みベリファイ時のワード線電位は、メモリセル群
の全てのメモリセルのしきい値が、負の値とならないよ
うな電圧に設定する。In a flash memory, the threshold value of a memory cell that causes an erroneous read must be accurately controlled so as not to become a negative voltage. For this reason, writing in the writing operation is divided into several times, reading is performed every time writing is performed, and it is checked whether the threshold value of the memory cell has reached the writing threshold value (writing bay fi). If so, the writing is repeated again. A voltage lower than the voltage used at the time of normal reading is applied to the word line at the time of the write verify. As a result, the distribution of the threshold values in the memory cell group (sector) controls the upper limit of the distribution. The word line potential at the time of this write verification is set to a voltage such that the threshold values of all the memory cells in the memory cell group do not become negative.
【0044】また、消去後のメモリセルのしきい値の確
認の場合も、消去後に読み出しを行ってしきい値が消去
レベルに達しているかを確認する(消去ベリファイ)。
消去ベリファイ時のワード線電圧は、通常読み出し電圧
より高い電圧を印加することにより、メモリセルのしき
い値が消去しきい値に達しているか否かを判断し、消去
の不足を確認できる。書込みベリファイ時および消去ベ
リファイ時のワード線に印加する電圧は、電源電圧Vc
cから装置内部で降下または昇圧して作った内蔵電源か
ら供給してもよいし、外部電源から供給するようにして
もよい。Also, in the case of checking the threshold value of the memory cell after erasing, reading is performed after erasing to check whether the threshold value has reached the erasing level (erase verify).
By applying a voltage higher than the normal read voltage as the word line voltage at the time of erase verification, it is possible to determine whether or not the threshold value of the memory cell has reached the erase threshold value, thereby confirming insufficient erasure. The voltage applied to the word line during write verify and erase verify is equal to the power supply voltage Vc.
The power may be supplied from a built-in power supply that is created by dropping or boosting the voltage from inside the device from c, or may be supplied from an external power supply.
【0045】読み出し動作および書き換え動作は、選択
されたワード線に接続されているメモリセル群(セク
タ)のデータを扱っているが、これに限定されるもので
なく、バイト単位および複数のバイトの単位であっても
よい。The read operation and the rewrite operation deal with data of a memory cell group (sector) connected to the selected word line. However, the present invention is not limited to this. It may be a unit.
【0046】図6に書き換え回路の第1の実施例の構成
図を示す。各々のデータ線D1、D2は、同一(等価)
の接続構成を有している。データ線D1(D2)に関し
て述べると、メモリセルM1、M2(M4、M5)と、
列選択スイッチMOSFETQ4(Q5)間にプリチャ
ージを制御するプリチャージ制御回路PCC、センス機
能と書込みデータのデータラッチ機能、言い替えると書
込みドレイン電圧設定機能とを兼用するセンスアンプ回
路SAC、およびメモリセルの状態をデータ線同時に判
定する状態検出回路ALLCが接続されている。FIG. 6 shows a configuration diagram of the first embodiment of the rewriting circuit. Each data line D1, D2 is the same (equivalent)
Connection configuration. Regarding the data line D1 (D2), memory cells M1, M2 (M4, M5),
A precharge control circuit PCC for controlling precharge between the column selection switch MOSFETs Q4 (Q5), a sense amplifier circuit SAC having both a sense function and a data latch function of write data, in other words, a write drain voltage setting function, and a memory cell. A state detection circuit ALLC for judging the state at the same time as the data lines is connected.
【0047】プリチャージ制御回路PCCを構成するM
OSFET群は、少なくともセンスアンプ回路SACの
出力をゲート入力とするMOSFETaとプリチャージ
信号PGをゲート入力とするMOSFETbとが直列に
接続されたものと、この直列接続されたMOSFETa
およびMOSFETbと並列に設けられた、データ線D
1(D2)とセンスアンプ回路SACとを接続するため
のデータ線ゲート信号DGをゲート入力とするMOSF
ETcからなっている。プリチャージ信号PGとセンス
アンプ回路SACのデータにより、データ線を選択的に
プリチャージできるように構成されている。プリチャー
ジ信号PGの電圧値は、少なくとも、各ベリファイ時お
よび読み出し時には、電源電圧より低い電圧を供給す
る。これはデータ線の電圧を1V程度にすることにより
弱い書き込みおよび弱い消去が起こらないようにするた
めである。弱い書き込みは、非選択ワード線に接続され
ているメモリセルが、ドレイン電圧により注入されてい
るフローティングゲートの電子を放出することにより起
こる。また、弱い消去は、選択ワード線に接続されてい
るメモリセルがホトエレクトロンによりフローティング
ゲートに電子を注入することにより起こる。M constituting precharge control circuit PCC
The OSFET group includes a series connection of a MOSFETa having at least an output of the sense amplifier circuit SAC as a gate input and a MOSFETb having a gate input of a precharge signal PG;
And data line D provided in parallel with MOSFETb
1 (D2) and a data line gate signal DG for connecting the sense amplifier circuit SAC to the gate of the MOSF
ETc. The data line can be selectively precharged by the precharge signal PG and data of the sense amplifier circuit SAC. The voltage value of the precharge signal PG supplies a voltage lower than the power supply voltage at least at the time of each verification and at the time of reading. This is to prevent weak writing and weak erasing by setting the voltage of the data line to about 1V. Weak writing occurs when a memory cell connected to an unselected word line emits floating gate electrons injected by a drain voltage. In addition, weak erasure occurs when memory cells connected to the selected word line inject electrons into the floating gate by photoelectrons.
【0048】センスアンプ回路SACは、センスアンプ
回路SACのセットを行なう内部信号/SETをゲート
入力とするMOSFETdとラッチ回路を構成する複数
のMOSFETから構成される。センスアンプ回路SA
Cは、読み出し時にフリップフロップの特性を持つセン
スアンプとして動作し、また書き換え時には、書込みデ
ータの保持用のラッチ回路として動作する。書き換え動
作中のセンスアンプ回路SACの電源電圧Vcdは、書
込み動作時のメモリセルのドレイン電圧と等しくてもよ
く、また、書き換え動作中の書込み動作とその読み出し
(書込みベリファイ)動作において、電源を各々の動作
で切り換えず書込みドレイン電圧に固定してもよい。The sense amplifier circuit SAC is composed of a MOSFET d having a gate input of an internal signal / SET for setting the sense amplifier circuit SAC and a plurality of MOSFETs forming a latch circuit. Sense amplifier circuit SA
C operates as a sense amplifier having flip-flop characteristics at the time of reading, and operates as a latch circuit for holding write data at the time of rewriting. The power supply voltage Vcd of the sense amplifier circuit SAC during the rewrite operation may be equal to the drain voltage of the memory cell during the write operation. In the write operation during the rewrite operation and the read (write-verify) operation, the power supply is turned off. The operation may be fixed at the write drain voltage without switching.
【0049】メモリセル状態検出回路ALLCは、デー
タ線Di(i=1、2、すなわちD1、D2)毎に消去
状態検出にpチャネルMOSFETei(i=1、2)
および書込み状態検出にnチャネルMOSFETfi
(i=1、2)の各々1つのMOSFETで構成され、
センスアンプ回路SACからの出力を状態検出MOSF
ETのゲートに接続した構成を有している。それらのp
チャネルMOSFETei同志、nチャネルMOSFE
Tfi同志のMOSFETのドレインおよびソースは共
通化(A0a、A0b、A1a、A1b)されている。
言い替えれば、メモリセル状態検出回路ALLCは、プ
リチャージ方式ダイナミック回路として、消去状態検出
回路では多入力NANDゲート構成、書込み状態検出回
路では多入力NORゲート構成である。さらに、消去状
態検出回路は多入力NANDゲート構成であるため、2
つ以上のワード線に接続されているメモリセル群(複数
セクタ)の同時消去状態の検出が可能である。なお、状
態検出方式としては、プリチャージ方式に限定されるも
のではなく、電流センス方式または電圧センス方式でも
可能である。The memory cell state detection circuit ALLC uses a p-channel MOSFET ei (i = 1, 2) for detecting the erase state for each data line Di (i = 1, 2, ie, D1, D2).
And n-channel MOSFET fi for detecting write state
(I = 1, 2) each composed of one MOSFET,
An output from the sense amplifier circuit SAC is detected by a state detection MOSF.
It has a configuration connected to the gate of the ET. Those p
Channel MOSFETei, n-channel MOSFET
The drains and sources of MOSFETs of Tfi are shared (A0a, A0b, A1a, A1b).
In other words, the memory cell state detection circuit ALLC has a multi-input NAND gate configuration in the erase state detection circuit and a multi-input NOR gate configuration in the write state detection circuit as a precharge dynamic circuit. Further, since the erase state detection circuit has a multi-input NAND gate structure,
It is possible to detect a simultaneous erase state of a memory cell group (a plurality of sectors) connected to one or more word lines. Note that the state detection method is not limited to the precharge method, but may be a current sense method or a voltage sense method.
【0050】プリチャージ制御回路PCCを構成するM
OSFETcのメモリセル群の反対側には、データ選択
信号を受ける列選択スイッチMOSFETQ4(Q5)
を介して共通データ線CDに接続される。また、メモリ
セル群側のデータ線D1(D2)には、書込み時、読み
出し時などのドレイン電圧のディスチャージ用としてデ
ータ線ディスチャージMOSFETQ1(Q2)が設け
られている。M constituting precharge control circuit PCC
On the opposite side of the OSFETc memory cell group, a column selection switch MOSFET Q4 (Q5) for receiving a data selection signal
Is connected to the common data line CD. The data line D1 (D2) on the memory cell group side is provided with a data line discharge MOSFET Q1 (Q2) for discharging a drain voltage at the time of writing or reading.
【0051】図7には、プリチャージ方式による書き換
え動作での装置内部信号タイミング波形を示す。先に述
べたように、書き換え動作では、書込み、書込みベリフ
ァイ、書込み状態検出動作を繰り返えし行なう。t1ま
でに、あらかじめ書込みデータをセンスアンプ回路SA
C内に取り入れる。書込みを選択するデータ線に接続さ
れているセンスアンプ回路のデータはVcd電源電圧で
あっても、外部の電源電圧Vccであってもよい。書込み
非選択のデータは接地電位Vssである。t1からt2
間では、プリチャージ信号PGが活性化され、センスア
ンプ回路SACのデータにより書込みを行なうデータ線
のみを選択的にプリチャージを行なう。書込みを行なう
データ(“1”)ではVcd電源電圧であるので、図6
中のプリチャージ制御回路PCC内のMOSFETaは
オン状態となりデータ線Diに電位を供給できる。一
方、消去状態(“0”)を維持する場合には、MOSF
ETaはオフ状態となり、データ線Diに電位を供給し
ない。FIG. 7 shows an internal signal timing waveform of the device in the rewriting operation by the precharge method. As described above, in the rewrite operation, the write, write verify, and write state detection operations are repeated. By t1, write data is written in advance to the sense amplifier circuit SA.
Take in C. The data of the sense amplifier circuit connected to the data line for selecting writing may be the Vcd power supply voltage or the external power supply voltage Vcc. The data not selected for writing is the ground potential Vss. t1 to t2
In the meantime, the precharge signal PG is activated, and selectively precharges only the data line to be written by the data of the sense amplifier circuit SAC. Since the data to be written ("1") is the Vcd power supply voltage, FIG.
The MOSFET a in the middle precharge control circuit PCC is turned on and can supply a potential to the data line Di. On the other hand, when maintaining the erased state (“0”), the MOSF
ETa is turned off, and does not supply a potential to the data line Di.
【0052】図7中のt2からt3間では、データ線D
iとセンスアンプ回路SACとを接続するプリチャージ
制御回路PCC内のMOSFETcのゲート入力のDG
信号が活性化し、メモリセルのドレイン端子にセンスア
ンプ回路SACのデータ情報(“1”はVcd電圧、
“0”はVss電圧)を与える。あらかじめ、t1から
t2間にプリチャージを行なう理由は、プリチャージな
しにMOSFETcのゲート信号DGを活性化した場
合、データ線Diの寄生容量とセンスアンプ回路SAC
の寄生容量間でチャージシェアが起こり、センスアンプ
回路SACの書込み選択データ情報であるVcd電圧が
Vss電圧になる可能性があるためである。また、図6
中で選択メモリセル群(M1、M4)のセクタをワード
線W1とすると、選択ワード線W1は負電圧とし、書込
みデータ電圧Vcdであるドレイン電圧間に電位差が生
じ、選択的にトンネル現象で書込みが行なわれる。非選
択のワード線W2の電位は、ドレイン電圧(データ電圧
Vcd)のディスターブを制御するために正の電源電圧
を印加する。In the period from t2 to t3 in FIG.
DG of the gate input of MOSFETc in the precharge control circuit PCC connecting the i and the sense amplifier circuit SAC
The signal is activated, and data information (“1” is a Vcd voltage,
"0" is the Vss voltage). The reason why the precharge is performed in advance between t1 and t2 is that when the gate signal DG of the MOSFET c is activated without precharge, the parasitic capacitance of the data line Di and the sense amplifier circuit SAC
This is because charge sharing occurs between the parasitic capacitances of the sense amplifier circuits SAC and the Vcd voltage which is the write selection data information of the sense amplifier circuit SAC may become the Vss voltage. FIG.
When the sector of the selected memory cell group (M1, M4) is the word line W1, the selected word line W1 is set to a negative voltage, and a potential difference is generated between the drain voltages as the write data voltage Vcd, and the data is selectively written by a tunnel phenomenon. Is performed. As the potential of the unselected word line W2, a positive power supply voltage is applied to control the disturbance of the drain voltage (data voltage Vcd).
【0053】t3からt4間では、データ線ディスチャ
ージMOSFETのゲート信号であるDDCをハイと
し、図10中のデータ線ディスチャージMOSFETQ
1、Q2を活性化させ、データ線電圧のディスチャージ
を行なう。その後、書込みベリファイ動作に入る。From t3 to t4, DDC which is the gate signal of the data line discharge MOSFET is set to high, and the data line discharge MOSFET Q in FIG.
1. Activate Q2 to discharge the data line voltage. Thereafter, a write verify operation is started.
【0054】t4からt5間では、プリチャージ信号P
Gが活性化され、t1からt2間での動作と同様に、書
込みを選択したデータ線のみがセンスアンプ回路SAC
とプリチャージ制御回路PCC内のMOSFETaとの
動作によってプリチャージが行なわれる。t5からt6
間では、選択ワード線W1に通常の読み出し時に用いら
れる電源電圧より低い電圧(例えば1.5V程度)を印
加する。データ線Diの寄生容量から、メモリセルのし
きい値により選択的にディスチャージを行なう。書込み
を行なうメモリセルのしきい値が所望の低いしきい値に
達した場合、メモリセルに電流が流れ、書込みしきい値
に達していない場合、データ線Diの寄生容量にはプリ
チャージした電位を保つ。データ線プリチャージ信号P
Gを非活性にするタイミング(t5)をワード線選択信
号の活性化より前にすることにより、メモリセルの電流
が定常的に流れることを防止する。From t4 to t5, the precharge signal P
G is activated, and only the data line selected for writing is applied to the sense amplifier circuit SAC as in the operation between t1 and t2.
And precharge is performed by the operation of MOSFETa in precharge control circuit PCC. From t5 to t6
Between them, a voltage (for example, about 1.5 V) lower than the power supply voltage used during normal reading is applied to the selected word line W1. Discharge is selectively performed based on the parasitic capacitance of the data line Di according to the threshold value of the memory cell. When the threshold value of the memory cell to be written reaches a desired low threshold value, a current flows through the memory cell. When the threshold value of the memory cell has not reached the write threshold value, the precharged potential is applied to the parasitic capacitance of the data line Di. Keep. Data line precharge signal P
By setting the timing (t5) for deactivating G before the activation of the word line selection signal, the current of the memory cell is prevented from constantly flowing.
【0055】t6からt7間では、データ線Diとセン
スアンプ回路SACとを接続するプリチャージ制御回路
PCC内のMOSFETcのゲート入力のDG信号が活
性化し、データ線Diの電位をセンスアンプ回路SAC
で判定する。判定は、データ線Diの寄生容量とセンス
アンプ回路SAC内の寄生容量およびデータ線Diの電
圧とセンスアンプ回路のデータ電位(Vcd)との間で
のチャージシェアの結果によって行なわれる。センスア
ンプ回路SACの論理しきい値に対し、その値よりデー
タ線Di電位が高い場合には書込みデータの選択電位
(Vcd)をそのままを保ち、論理しきい値より低い場
合にはセンスアンプ回路SACのデータは接地電位Vs
sとなり、書込みデータの書き換えを自動的に行なう。
また、プリチャージ制御回路PCC内のMOSFETc
のゲート入力のDG信号の活性は、センスアンプの判定
が終了しだい非活性となる。言い替えると、データ線D
iの電位をセンスアンプ回路SACの電源電圧Vcdま
で充電しないで終了する。From t6 to t7, the DG signal at the gate input of the MOSFET c in the precharge control circuit PCC connecting the data line Di and the sense amplifier circuit SAC is activated, and the potential of the data line Di is changed to the sense amplifier circuit SAC.
Is determined. The determination is made based on the parasitic capacitance of the data line Di, the parasitic capacitance in the sense amplifier circuit SAC, and the result of charge sharing between the voltage of the data line Di and the data potential (Vcd) of the sense amplifier circuit. When the potential of the data line Di is higher than the logical threshold value of the sense amplifier circuit SAC, the selection potential (Vcd) of the write data is kept as it is, and when the potential is lower than the logical threshold value, the sense amplifier circuit SAC Is the ground potential Vs
s, and the write data is automatically rewritten.
The MOSFET c in the precharge control circuit PCC
Becomes inactive as soon as the determination of the sense amplifier is completed. In other words, the data line D
The process ends without charging the potential of i to the power supply voltage Vcd of the sense amplifier circuit SAC.
【0056】t7からt8間では、書込みを行なうメモ
リセルの全てが書込みを完了したかのメモリセルの状態
検出判定を行なう。図10において、書込み状態検出回
路ALLCは、各々のデータ線Dia毎に一つのnチャ
ネルMOSFETfiで構成され、そのMOSFETf
iのゲートをセンスアンプ回路SACの出力Diaに接
続し、ソースおよびドレインをそれぞれ共通化(A1
a、A1b)した、プリチャージ方式ダイナミック回路
の多入力NORゲート構成をとっている。共通化されて
いるソース線A1aおよびドレイン線A1bを信号/R
1、/P1、およびMOSFETh、jによって予め接
地電位Vssにリセットしておき、t7のタイミングで
リセットを停止する。During the period from t7 to t8, it is determined whether or not all the memory cells to be written have completed writing. In FIG. 10, the write state detection circuit ALLC includes one n-channel MOSFET fi for each data line Dia, and the MOSFET f
i is connected to the output Dia of the sense amplifier circuit SAC, and the source and the drain are shared (A1
a, A1b), a multi-input NOR gate configuration of a precharge dynamic circuit. The common source line A1a and drain line A1b are connected to the signal / R
1, / P1 and the MOSFETs h and j are reset to the ground potential Vss in advance, and the reset is stopped at the timing of t7.
【0057】内部信号/P1がロウになり図6中のMO
SFETgの活性化により、共通ソース線A1aが電源
電圧Vccに上昇し、センスアンプ回路SACのデータ
により、nチャネルMOSFETfiのオン、オフが制
御されるため、メモリセル群(セクタ)の書き込み判定
が、全データ線同時に行なえる。少なくとも1つのセン
スアンプ回路SACのデータが書込みを継続するデータ
(Vcd)である場合には、共通ソース線A1aの電位
は接地電位Vssとなる。一方、全データが書込みを終
了したデータ(接地電位Vcc)の場合には、共通ソー
ス線A1aの電位は、プリチャージされた電圧値である
電源電圧Vccを保つ。この情報をもとに繰り返し行な
われる書込み動作の継続および停止を装置内部で制御す
る。言い替えればt8後、共通ソース線A1aの電位が
接地電位Vssの場合t1にもどり動作を繰り返えさ
れ、共通ソース線A1aの電位が電源電圧Vccの時、
書込み動作および書込みベリファイ動作の書き換え動作
を完了する。When the internal signal / P1 goes low, the signal MO shown in FIG.
The activation of the SFETg causes the common source line A1a to rise to the power supply voltage Vcc, and the ON / OFF of the n-channel MOSFET fi is controlled by the data of the sense amplifier circuit SAC. All data lines can be performed simultaneously. When the data of at least one sense amplifier circuit SAC is data (Vcd) for continuing writing, the potential of the common source line A1a becomes the ground potential Vss. On the other hand, in the case where all the data is data for which writing has been completed (ground potential Vcc), the potential of the common source line A1a maintains the power supply voltage Vcc which is a precharged voltage value. Based on this information, the continuation and stop of the repetitive write operation are controlled inside the device. In other words, after t8, when the potential of the common source line A1a is the ground potential Vss, the operation returns to t1, and the operation is repeated. When the potential of the common source line A1a is the power supply voltage Vcc,
The rewrite operation of the write operation and the write verify operation is completed.
【0058】図8に通常の読み出し動作での装置内部信
号タイミング波形を示す。この場合、読み出し対象のメ
モリセル群(セクタ)は、全データ線に接続されている
ので、t1からt2間に図6中のセンスアンプ回路SA
Cのデータを内部信号/SETの活性化し、電源電圧V
cdにセットする。t2からt5間は、上記記載の書込
みベリファイ動作(図7のt4〜t7)と同じである
が、選択ワード線Wi電位のみが異なり、通常読み出し
時には電源電圧Vccである。また、センスアンプ回路
SACの電源電圧Vcdは、外部電源電圧Vccであっ
てもよい。FIG. 8 shows an internal signal timing waveform in a normal read operation. In this case, since the memory cell group (sector) to be read is connected to all the data lines, the sense amplifier circuit SA in FIG.
C data is activated to activate the internal signal / SET, and the power supply voltage V
Set to cd. The period from t2 to t5 is the same as the above-described write verify operation (t4 to t7 in FIG. 7) except that only the selected word line Wi potential is different, and the power supply voltage is Vcc during normal reading. Further, the power supply voltage Vcd of the sense amplifier circuit SAC may be the external power supply voltage Vcc.
【0059】図9に消去動作および消去ベリファイ動作
での装置内部信号タイミング波形を示す。t1からt2
間では、図6中の選択されたワード線W1に正の高電圧
が印加され、データ線DiはディスチャージMOSFE
TQ1、Q2の共通ゲート信号DDCにより活性化され
接地電位Vssとなり、メモリセルのチャネルと浮遊ゲ
ート間に電位差が生じ、電子が浮遊ゲートに注入される
消去動作となる。その後のt2からt6間は、上記記載
の通常の読み出し動作と同様に消去ベリファイ動作が行
なわれる。消去ベリファイ時の選択ワード線W1電位
は、通常読み出し時の電源電圧Vccより高い電圧(例
えば5V)を印加する。FIG. 9 shows the internal signal timing waveforms of the device in the erase operation and the erase verify operation. t1 to t2
In between, a positive high voltage is applied to the selected word line W1 in FIG. 6, and the data line Di is connected to the discharge MOSFE.
The memory cell is activated by the common gate signal DDC of TQ1 and Q2 and becomes the ground potential Vss, a potential difference occurs between the channel of the memory cell and the floating gate, and an erase operation is performed in which electrons are injected into the floating gate. From t2 to t6, the erase verify operation is performed in the same manner as the normal read operation described above. As the potential of the selected word line W1 at the time of erase verification, a voltage (for example, 5 V) higher than the power supply voltage Vcc at the time of normal reading is applied.
【0060】t5からt6間では、図6中のデータ線D
iとセンスアンプ回路SACとを接続するプリチャージ
制御回路PCC内のMOSFETcのゲート入力のDG
信号が活性化し、データ線Diの電位をセンスアンプ回
路SACで判定する。判定は、データ線Diの寄生容量
とセンスアンプ回路SAC内の寄生容量およびデータ線
Diの電位とセンスアンプ回路のデータ電圧(Vcd)
との間でのチャージシェアーの結果によって行なわれ
る。センスアンプ回路SACの論理しきい値に対し、そ
の値よりデータ線Di電位が高い場合には消去データの
選択電位(Vcd)をそのままを保ち、論理しきい値よ
り低い場合にはセンスアンプ回路SACのデータは接地
電位Vssとなり、消去データの書き換えを自動的に行
なう。また、プリチャージ制御回路PCC内のMOSF
ETcのゲート入力のDG信号の活性は、センスアンプ
の判定が終了しだい非活性となる。言い替えると、デー
タ線Diの電位をセンスアンプ回路SACの電源電圧V
cdまで充電しないで終了する。Between t5 and t6, data line D in FIG.
DG of the gate input of MOSFETc in the precharge control circuit PCC connecting the i and the sense amplifier circuit SAC
The signal is activated, and the potential of the data line Di is determined by the sense amplifier circuit SAC. The determination is made based on the parasitic capacitance of the data line Di, the parasitic capacitance in the sense amplifier circuit SAC, the potential of the data line Di, and the data voltage (Vcd) of the sense amplifier circuit.
It depends on the result of charge sharing between When the potential of the data line Di is higher than the logical threshold value of the sense amplifier circuit SAC, the selection potential (Vcd) of the erase data is kept as it is, and when it is lower than the logical threshold value, the sense amplifier circuit SAC Becomes the ground potential Vss, and the erase data is automatically rewritten. The MOSF in the precharge control circuit PCC
The activity of the DG signal at the gate input of ETc becomes inactive as soon as the determination of the sense amplifier is completed. In other words, the potential of the data line Di is set to the power supply voltage V of the sense amplifier circuit SAC.
It ends without charging up to cd.
【0061】t6からt7間では、消去を行なうメモリ
セル群(セクタ)の全てのしきい値が消去しきい値に達
したかのメモリセルの状態検出判定を行なう。図6にお
いて、消去状態検出回路は、各々のデータ線Dia毎に
一つのpチャネルMOSFETeiで構成され、そのM
OSFETeiのゲートをセンスアンプ回路SACの出
力Dia、ソースおよびドレインをそれぞれ共通化(A
0a、A0b)した、プリチャージ方式ダイナミック回
路の多入力NANDゲート構成をとっている。共通化さ
れているソース線A0aおよびドレイン線A0bを信号
/P0、/RO、およびMOSFETm、nによって予
め基板電圧Vssにリセットしておき、t6のタイミン
グでリセットを停止する。Between t6 and t7, a state detection determination of the memory cells is performed to determine whether all thresholds of the memory cell group (sector) to be erased have reached the erase threshold. In FIG. 6, the erase state detection circuit is constituted by one p-channel MOSFET ei for each data line Dia, and its M
The output Dia of the sense amplifier circuit SAC and the source and drain are shared by the gate of the OSFET ei (A
0a, A0b), a multi-input NAND gate configuration of a precharge dynamic circuit. The common source line A0a and drain line A0b are reset to the substrate voltage Vss in advance by the signals / P0, / RO and the MOSFETs m, n, and the reset is stopped at the timing of t6.
【0062】内部信号/P0がロウになりMOSFET
kの活性化により、共通ドレイン線A0bが電源電圧V
ccに上昇し、センスアンプ回路SACのデータによ
り、pチャネルMOSFETeiのオン、オフが制御さ
れるため、メモリセル群(セクタ)の消去判定が、全デ
ータ線同時に行なえる。少なくとも1つのセンスアンプ
回路SACのデータが消去を継続するデータ(Vcd)
である場合には、共通ソース線A0aの電位はプリチャ
ージされた電圧値である電源電圧Vccを保つ。一方、
全データが消去を終了したデータ(接地電位Vss)の
場合には、共通ソース線A0aの電位は、基板電位Vs
sとなる。この情報をもとに、繰り返し行なわれる消去
動作の継続および停止を装置内部で制御する。言い替え
ればt8後、共通ソース線A0aの電位が電源電圧Vc
cの場合、t1にもどり動作を繰り返えされ、共通ソー
ス線A0aの接地電位がVssの時、消去動作および消
去ベリファイ動作を完了する。ただし、センスアンプ回
路SACの電源電圧Vcdは、電源電圧Vccに等しい
か、あるいはVccより高い電圧である。When the internal signal / P0 goes low, the MOSFET
The activation of k causes the common drain line A0b to be at the power supply voltage V
cc, and on / off of the p-channel MOSFET ei is controlled by the data of the sense amplifier circuit SAC, so that the erasure determination of the memory cell group (sector) can be performed simultaneously on all data lines. Data (Vcd) in which data of at least one sense amplifier circuit SAC continues to be erased
In this case, the potential of the common source line A0a maintains the power supply voltage Vcc which is a precharged voltage value. on the other hand,
In the case where all the data is erased data (ground potential Vss), the potential of the common source line A0a is changed to the substrate potential Vs
s. Based on this information, the continuation and stop of the erase operation that is repeatedly performed are controlled inside the device. In other words, after t8, the potential of the common source line A0a becomes equal to the power supply voltage Vc.
In the case of c, the return operation is repeated at t1, and when the ground potential of the common source line A0a is Vss, the erase operation and the erase verify operation are completed. However, the power supply voltage Vcd of the sense amplifier circuit SAC is equal to or higher than the power supply voltage Vcc.
【0063】図10に第2の書き換え回路の実施例の構
成図を示す。第1の書き換え回路構成図と同様に各々の
データ線Diには、プリチャージ制御回路PCC、セン
スアンプ回路SAC、および状態検出回路ALLCが設
けられている。第1の書き換え回路構成図との違いにつ
いて記述する。第1に、プリチャージ制御回路PCCで
は、データ線へのプリチャージ電圧をプリチャージ信号
PGの電圧値で制御している。この制御を直列に接続さ
れているMOSFETaのソース電圧VPGで行なう。
第2に、センスアンプ回路SACはセット信号をSET
とし、センスアンプ回路SACを構成するラッチ回路内
のデータ線Diaの反対側のDibに接続されている。
第3に、センスアンプ回路SAC内の電源配線Vcdお
よびVsdは、複数のセンスアンプ回路SAC(例えば
マット)毎に共通化し、また、電源電圧の供給またはそ
の電源配線をオープンノード状態を可能としている。FIG. 10 shows a configuration diagram of an embodiment of the second rewriting circuit. As in the first rewrite circuit configuration diagram, each data line Di is provided with a precharge control circuit PCC, a sense amplifier circuit SAC, and a state detection circuit ALLC. The difference from the first rewrite circuit configuration diagram will be described. First, in the precharge control circuit PCC, the precharge voltage to the data line is controlled by the voltage value of the precharge signal PG. This control is performed with the source voltage VPG of the MOSFETa connected in series.
Second, the sense amplifier circuit SAC sets the set signal to SET.
And is connected to Dib on the opposite side of the data line Dia in the latch circuit constituting the sense amplifier circuit SAC.
Third, the power supply lines Vcd and Vsd in the sense amplifier circuit SAC are shared by a plurality of sense amplifier circuits SAC (for example, mats), and supply of a power supply voltage or the power supply line can be in an open node state. .
【0064】また、メモリセルアレイを2つ以上のブロ
ックに分割し、各々のブロックで使用するプリチャージ
信号PG、データ線ゲート信号DG、ラッチセット信号
/SET等の各種内部制御信号の活性化タイミングを各
ブロック毎にずらすようにすることにより、消費電流の
ピーク値を低減することも可能である。The memory cell array is divided into two or more blocks, and activation timings of various internal control signals such as a precharge signal PG, a data line gate signal DG, and a latch set signal / SET used in each block are determined. By shifting each block, the peak value of the current consumption can be reduced.
【0065】図11には本発明でのNAND−EEPR
OM書き換え回路構成図を示す。NAND−EEPRO
Mの装置内でメモリセル状態検出回路ALLCは、リー
ド・ライト回路の両端子配線をゲート入力にもつ各1つ
のMOSFETで構成さる。それらのMOSFETのド
レインおよびソースはデータ線において共通化され、プ
リチャージ方式ダイナミック回路として多入力NORゲ
ート構成をとっている。アレイa側のメモリセル群の低
しきい値(消去状態)の全データ線同時判定には、A
a、Ab側を上記記載に述べたタイミングと同様にプリ
チャージ方式にて使用すればよく、高しきい値(書込み
状態)では、Ba、Bb側を使用する。図12には本発
明の第2のメモリアレイ回路図を示す。少なくとも2つ
以上のメモリセルを拡散層D1nmなどにより接続し、
その共通ドレイン拡散層配線D1nmとデータ線Dm間
にワード系信号Wnをゲート入力とするドレイン選択M
OSFETnmを接続した回路図である。FIG. 11 shows a NAND-EEPR according to the present invention.
FIG. 4 shows an OM rewrite circuit configuration diagram. NAND-EEPRO
In the M device, the memory cell state detection circuit ALLC is composed of one MOSFET each having both terminal wirings of the read / write circuit as gate inputs. The drains and sources of these MOSFETs are shared by the data lines, and have a multi-input NOR gate configuration as a precharge dynamic circuit. For simultaneous determination of the low threshold value (erased state) of all data lines of the memory cell group on the array a side, A
The a and Ab sides may be used in the precharge method in the same manner as the timing described above, and the Ba and Bb sides are used in a high threshold value (writing state). FIG. 12 shows a second memory array circuit diagram of the present invention. At least two or more memory cells are connected by a diffusion layer D1 nm or the like,
A drain selection M having a word signal Wn as a gate input between the common drain diffusion layer wiring D1 nm and the data line Dm.
FIG. 4 is a circuit diagram to which OSFET nm is connected.
【0066】ワード線を階層構成とした場合、図13お
よび図14に示したメモリアレイ構造も可能である。図
13には本発明の第3のメモリアレイ回路図を示す。少
なくとも2つ以上のメモリセルを拡散層D1nm、S1
nmなどにより接続し、その共通ドレイン拡散層配線D
1nmとデータ線Dm間にワード系信号Wndをゲート
入力とするドレイン選択MOSFETSDnm、および
共通ソース拡散層配線S1nmと共通ソース線CSに接
続されている拡散層配線CS1n間にワード系信号Ws
nをゲート入力とするソース選択MOSFETSSnm
を接続した回路図である。図13において、W11、W1
2、W1、W2、W21、W22、・・・、Wn、Wn1、Wn2は
階層構成のワード線であり、アクセスが2段階で制御さ
れる。一般にワード線をWn、Wndで表すと、添字nはワ
ード線を選択する第1の信号(主信号)を、dはワード
線を選択する第2の信号(副信号)を示している。例え
ば、W2は、ワード線を選択する第1の信号(主信号)
が“2”の時に活性化され、W21は、ワード線を選択す
る第1の信号(主信号)が“2”で、かつワード線を選
択する第2の信号(副信号)が1のときに活性化され
る。When the word lines have a hierarchical structure, the memory array structure shown in FIGS. 13 and 14 is also possible. FIG. 13 shows a third memory array circuit diagram of the present invention. At least two or more memory cells are connected to the diffusion layers D1 nm and S1
nm, and the common drain diffusion layer wiring D
1 nm and the data line Dm, a drain selection MOSFET SDnm having a gate input of the word signal Wnd, and a word signal Ws between the common source diffusion layer wiring S1nm and the diffusion layer wiring CS1n connected to the common source line CS.
Source selection MOSFET SSnm with n as gate input
FIG. In FIG. 13, W11, W1
2, W1, W2, W21, W22,..., Wn, Wn1, Wn2 are word lines having a hierarchical structure, and access is controlled in two stages. Generally, when word lines are represented by Wn and Wnd, the subscript n indicates a first signal (main signal) for selecting a word line, and d indicates a second signal (sub signal) for selecting a word line. For example, W2 is a first signal (main signal) for selecting a word line.
Is activated when is "2", and W21 is activated when the first signal (main signal) for selecting the word line is "2" and the second signal (sub-signal) for selecting the word line is "1". Is activated.
【0067】装置のレイアウトにおいては、メモリセル
アレイ領域のほぼ全面にワード線系配線で被う。通常の
読み出し動作、各々のベリファイ動作において非選択選
択ワード線は数千本であり、その電位は接地電位Vss
あるのでデータ線配線とワード線系配線間の安定容量を
確保できる。In the layout of the device, almost the entire surface of the memory cell array region is covered with word line wiring. In a normal read operation and each verify operation, there are thousands of non-selected word lines, and the potential thereof is the ground potential Vss.
Therefore, a stable capacitance between the data line wiring and the word line wiring can be secured.
【0068】図14には本発明の第2の複数のメモリセ
ル群をブロックとしたマット構成の実施例を示す。セン
スアンプ回路SACを構成するラッチ回路のプリチャー
ジ制御回路PCCおよび状態検出回路ALLCに接続さ
れていない反対側の配線(図10ではDib)に接地電
位Vssの代わりに基準電圧Vrefを与える。これに
より、センスアンプ回路SACの読み出し判定
(“1”、“0”)は基準電圧Vrefとの比較とす
る。FIG. 14 shows an embodiment of a mat structure according to the present invention in which a second plurality of memory cell groups are used as blocks. Instead of the ground potential Vss, a reference voltage Vref is applied to an opposite wiring (Dib in FIG. 10) which is not connected to the precharge control circuit PCC and the state detection circuit ALLC of the latch circuit constituting the sense amplifier circuit SAC. As a result, the read determination ("1", "0") of the sense amplifier circuit SAC is compared with the reference voltage Vref.
【0069】図15には本発明の第3のマット構成の実
施例を示す。メモリマットを2つに分けた、オープンビ
ットライン構成である。図10に示した、第2の書き換
え回路構成図がこのマット構成に対応する。FIG. 15 shows an embodiment of the third mat structure of the present invention. It has an open bit line configuration in which a memory mat is divided into two. The second rewrite circuit configuration diagram shown in FIG. 10 corresponds to this mat configuration.
【0070】図16には本発明の第4のマット構成の実
施例を示す。図14との相違は、リファレンスダミー用
のデータ線があり、通常データ線Diと同じ寄生容量を
持たせ、リファレンスダミー用のデータ線電圧を基準電
圧Vrefの発生として使用する。FIG. 16 shows an embodiment of the fourth mat structure of the present invention. The difference from FIG. 14 is that there is a reference dummy data line, which has the same parasitic capacitance as the normal data line Di, and uses the reference dummy data line voltage as the generation of the reference voltage Vref.
【0071】図17には本発明の第5のマット構成の実
施例を示す。メモリマットに対して上下にプリチャージ
制御回路PCC、センスアンプ回路SACおよび状態検
出回路ALLCを配置し、奇数データ線、偶数データ線
単位で動作させる。奇数データ線を動作させた場合、偶
数データ線はリファレンスダミー用のデータ線として使
用する。また、偶数データ線を動作させた場合、奇数デ
ータ線側がリファレンスダミー用のデータ線となる。FIG. 17 shows an embodiment of the fifth mat structure of the present invention. A precharge control circuit PCC, a sense amplifier circuit SAC, and a state detection circuit ALLC are arranged above and below the memory mat, and operated in units of odd data lines and even data lines. When the odd data lines are operated, the even data lines are used as reference dummy data lines. When the even-numbered data lines are operated, the odd-numbered data lines become reference dummy data lines.
【0072】図18には本発明の第6のマット構成の実
施例を示す。メモリマットを構成するメモリセルは、奇
数ワード線と奇数ワード線の交点に、また、偶数ワード
線と偶数ワード線の交点に対して配置する。センスアン
プ回路SACおよび状態検出回路ALLCは隣接するデ
ータ線の対毎に配置し、隣接のデータ線を各々がリファ
レンスダミー用のデータ線として使用する。FIG. 18 shows an embodiment of the sixth mat structure of the present invention. The memory cells constituting the memory mat are arranged at the intersections of the odd word lines and the odd word lines, and at the intersections of the even word lines and the even word lines. The sense amplifier circuit SAC and the state detection circuit ALLC are arranged for each pair of adjacent data lines, and each of the adjacent data lines is used as a reference dummy data line.
【0073】[0073]
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、電気的書
き換え動作すなわち消去動作および書込み動作を行なう
メモリセルの状態を全てのデータ線で一括して自動的に
検出し、その情報に基づいて消去の不足、書込みの継続
および停止などの制御を装置内部だけで行なうことがで
きるという顕著な効果を有する。As described above, the present invention automatically and collectively detects the states of the memory cells performing the electrical rewriting operation, ie, the erasing operation and the writing operation, on all the data lines, and based on the information, This has a remarkable effect that controls such as insufficient erasing, continuation and stop of writing can be performed only inside the apparatus.
【図1】本発明のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of the present invention.
【図2】本発明の半導体不揮発性記憶装置の実施例の回
路図である。。FIG. 2 is a circuit diagram of a semiconductor nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention. .
【図3】本発明の内部アドレスバッファ回路の一例を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an internal address buffer circuit of the present invention.
【図4】本発明の内部アドレス自動発生回路の一例を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an internal address automatic generation circuit according to the present invention.
【図5】本発明の入出力バッファ回路の一例を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing an example of an input / output buffer circuit of the present invention.
【図6】本発明の第1の書き換え回路構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a first rewriting circuit according to the present invention.
【図7】本発明の書込みおよび書込みベリファイ動作タ
イミング波形である。FIG. 7 is a timing chart of write and write-verify operation of the present invention.
【図8】本発明の読出し動作タイミング波形である。FIG. 8 is a read operation timing waveform of the present invention.
【図9】本発明の消去および消去ベリファイ動作タイミ
ング波形である。FIG. 9 is a timing waveform of an erase and erase verify operation of the present invention.
【図10】本発明の第2の書き換え回路構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a second rewriting circuit according to the present invention.
【図11】本発明でのNAND−EEPROM書き換え
回路構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a NAND-EEPROM rewriting circuit according to the present invention.
【図12】本発明の第2のメモリアレイ回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram of a second memory array according to the present invention.
【図13】本発明の第3のメモリアレイ回路図である。FIG. 13 is a third memory array circuit diagram of the present invention.
【図14】本発明の第2のマット構成図である。FIG. 14 is a second mat configuration diagram of the present invention.
【図15】本発明の第3のマット構成図である。FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a third mat of the present invention.
【図16】本発明の第4のマット構成図である。FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a fourth mat according to the present invention.
【図17】本発明の第5のマット構成図である。FIG. 17 is a fifth mat configuration diagram of the present invention.
【図18】本発明の第6のマット構成図である。FIG. 18 is a configuration diagram of a sixth mat of the present invention.
【図19】書込み動作定義と書込み手法を説明する図で
ある。FIG. 19 is a diagram illustrating a write operation definition and a write method.
【図20】本発明の書込み定義によるベリファイ方式を
説明するための図である。FIG. 20 is a diagram for explaining a verify method based on the write definition of the present invention.
【図21】本発明の書込み定義によるプリチャージ方式
を説明するための図である。FIG. 21 is a diagram for explaining a precharge method based on a write definition according to the present invention.
【図22】従来例のNAND−EEPROM書き換え回
路構成図である。FIG. 22 is a configuration diagram of a conventional NAND-EEPROM rewriting circuit.
【図23】従来例のNAND−EEPROMタイミング
波形図である。FIG. 23 is a timing chart of a conventional NAND-EEPROM.
【図24】従来例のNAND−EEPROMセルデータ
と書込みデータを説明する図である。FIG. 24 is a diagram illustrating NAND-EEPROM cell data and write data of a conventional example.
PCC プリチャージ制御回路 SAC センスアンプ回路 ALLC 状態検出回路 W1〜Wn ワード線 D1〜Dm データ線 CS 共通ソース線 CD 共通データ線 M1〜M9 メモリセル XDCR 行アドレスデコーダ YDCR 列アドレスデコーダ XADB 行アドレスバッファ YADB 列アドレスバッファ DOB 出力バッファ DIB 入力バッファ CONT タイミング制御回路 Q1〜Q8 MOSFET Vss 接地電圧 Vcc 電源電圧 Vword ワード線供給電圧 Vyg データ線供給電圧 Vcd センスアンプ回路pMOS電源電圧 Vsd センスアンプ回路nMOS電源電圧 Vref 基準電圧 Ax 行アドレス信号 Ay 列アドレス信号 /CE,/OE,/WE,SC,RDY/BSY,I/
O 外部端子 ce,DDC,PG,BG,R0,P0,/R1,/P
1,se,we,oe,AIS,ALTCH,/AIE
ND タイミング信号PCC precharge control circuit SAC sense amplifier circuit ALLC state detection circuit W1 to Wn word line D1 to Dm data line CS common source line CD common data line M1 to M9 memory cell XDCR row address decoder YDCR column address decoder XADB row address buffer YADB column Address buffer DOB Output buffer DIB Input buffer CONT Timing control circuit Q1 to Q8 MOSFET Vss Ground voltage Vcc Power supply voltage Vword Word line supply voltage Vyg Data line supply voltage Vcd Sense amplifier circuit pMOS power supply voltage Vsd Sense amplifier circuit nMOS power supply voltage Vref Reference voltage Ax Row address signal Ay Column address signal / CE, / OE, / WE, SC, RDY / BSY, I /
O External terminal ce, DDC, PG, BG, R0, P0, / R1, / P
1, se, we, oe, AIS, ALTCH, / AIE
ND timing signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 敏夫 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 久米 均 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小谷 博昭 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 古沢 和則 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業本部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Sasaki 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory of Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hitoshi Kume 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Within the Central Research Laboratory (72) Inventor Hiroaki Kotani 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside Hitachi, Ltd.Device Development Center (72) Inventor Kazunori Furuzawa 5-2-1 Kamisumihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Semiconductor Business Division
Claims (17)
データ線と、 上記第1および第2のデータ線の双方に交差する複数の
ワード線と、 上記第1と第2のデータ線と上記複数のワード線との所
望の交点に設けられた複数のメモリセルと、 上記第1のデータ線と上記第2のデータ線とがその入力
に接続された第1のセンスアンプおよび第2のセンスア
ンプと、 上記第1のセンスアンプの出力に接続された第1のコモ
ンデータ線と、 上記第2のセンスアンプの出力に接続された第2のコモ
ンデータ線とを具備し、 上記複数のメモリセルは、上記第1のセンスアンプと上
記第2のセンスアンプとの間に配置されるとともに、上
記第1のコモンデータ線と上記第2のコモンデータ線と
の間に配置されることを特徴とする半導体記憶装置。A first data line; a second data line disposed in parallel to the first data line; and a plurality of data lines intersecting both the first and second data lines. A word line; a plurality of memory cells provided at desired intersections of the first and second data lines with the plurality of word lines; and the first data line and the second data line. A first sense amplifier and a second sense amplifier connected to the input; a first common data line connected to the output of the first sense amplifier; and a first common amplifier connected to the output of the second sense amplifier. A second common data line, wherein the plurality of memory cells are arranged between the first sense amplifier and the second sense amplifier, and the first common data line and the second 2 common data lines The semiconductor memory device according to symptoms.
て、 上記第1のセンスアンプと上記第2のセンスアンプは互
いに同一回路構成からなることを特徴とする半導体記憶
装置。2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said first sense amplifier and said second sense amplifier have the same circuit configuration.
て、 上記複数のメモリセルは不揮発性メモリセルであること
を特徴とする半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said plurality of memory cells are nonvolatile memory cells.
て、 上記第1のデータ線に接続された第1のプリチャージ回
路と、 上記第2のデータ線に接続された第2のプリチャージ回
路とをさらに具備し、 上記複数のメモリセルは、上記第1のプリチャージ回路
と上記第2のプリチャージ回路とをさらに具備すること
を特徴とする半導体記憶装置。4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein: a first precharge circuit connected to said first data line; and a second precharge circuit connected to said second data line. Wherein the plurality of memory cells further include the first precharge circuit and the second precharge circuit.
て、 上記第1のセンスアンプの出力と上記第1のコモンデー
タ線との間に設けられた第1の状態検出回路と、 上記第2のセンスアンプの出力と上記第2のコモンデー
タ線との間に設けられた第2の状態検出回路とをさらに
具備することを特徴とする半導体記憶装置。5. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein: a first state detection circuit provided between an output of the first sense amplifier and the first common data line; A semiconductor memory device further comprising a second state detection circuit provided between an output of a sense amplifier and the second common data line.
て、 上記第1のデータ線にメモリセルからのデータを読み出
すときは、上記第2のデータ線はリファレンスダミーで
あり、上記第2のデータ線にメモリセルからのデータを
読み出すときは、上記第1のデータ線はリファレンスダ
ミーであることを特徴とする半導体記憶装置。6. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein when reading data from a memory cell to said first data line, said second data line is a reference dummy, and said second data line is a reference dummy. Wherein the first data line is a reference dummy when data is read from the memory cell.
交点に設けられた複数のメモリセルと、 上記複数のデータ線対の各データ線対に設けられた複数
の第1センスアンプと、 上記複数の第1センスアンプの出力に接続された第1の
コモンデータ線と、 上記複数のデータ線対の各データ線対に設けられた複数
の第2センスアンプと、 上記複数の第2センスアンプの出力に接続された第2の
コモンデータ線とを具備し、 上記複数のメモリセルは、上記複数の第1センスアンプ
と上記複数の第2センスアンプとの間に配置されるとと
もに、上記第1のコモンデータ線と上記第2のコモンデ
ータ線との間に配置されることを特徴とする半導体記憶
装置。7. A plurality of data line pairs, a plurality of word lines intersecting with the plurality of data line pairs, and a plurality of word lines provided at desired intersections between the plurality of data line pairs and the plurality of word lines. A memory cell; a plurality of first sense amplifiers provided for each data line pair of the plurality of data line pairs; a first common data line connected to outputs of the plurality of first sense amplifiers; A plurality of second sense amplifiers provided for each data line pair of the plurality of data line pairs, and a second common data line connected to outputs of the plurality of second sense amplifiers; Is arranged between the plurality of first sense amplifiers and the plurality of second sense amplifiers, and is arranged between the first common data line and the second common data line. A semiconductor memory device characterized by the following.
て、 上記複数の第1センスアンプと上記複数の第2センスア
ンプは互いに同一回路構成からなることを特徴とする半
導体記憶装置。8. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein said plurality of first sense amplifiers and said plurality of second sense amplifiers have the same circuit configuration.
て、 上記複数のメモリセルは不揮発性メモリセルであること
を特徴とする半導体記憶装置。9. The semiconductor memory device according to claim 8, wherein said plurality of memory cells are nonvolatile memory cells.
て、 上記複数のデータ線対の各データ線対の一方のデータ線
に接続された第1のプリチャージ回路と、 上記複数のデータ線対の各データ線対の他方のデータ線
に接続された第2のプリチャージ回路とをさらに具備す
ることを特徴とする半導体記憶装置。10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein: a first precharge circuit connected to one of the data line pairs of the plurality of data line pairs; A second precharge circuit connected to the other data line of each data line pair.
て、 上記複数の第1センスアンプの各第1センスアンプの出
力と上記第1のコモンデータ線との間に設けられた第1
の状態検出回路と、 上記複数の第2センスアンプの各第2センスアンプの出
力と上記第2のコモンデータ線との間に設けられた第2
の状態検出回路とをさらに具備することを特徴とする半
導体記憶装置。11. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein said first sense amplifier is provided between an output of each of said plurality of first sense amplifiers and said first common data line.
A second state sense circuit provided between an output of each second sense amplifier of the plurality of second sense amplifiers and the second common data line.
And a state detecting circuit.
て、 上記複数のデータ線対の各データ線対の一方のデータ線
にメモリセルからのデータを読み出すときは、上記複数
のデータ線対の各データ線対の他方のデータ線はリファ
レンスダミーであり、 上記複数のデータ線対の各データ線対の上記他方のデー
タ線にメモリセルからのデータを読み出すときは、上記
複数のデータ線対の各データ線対の上記一方のデータ線
はリファレンスダミーであることを特徴とする半導体記
憶装置。12. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein when data from a memory cell is read out to one data line of each of said plurality of data line pairs, each of said plurality of data line pairs is read out. The other data line of the data line pair is a reference dummy, and when reading data from a memory cell to the other data line of each data line pair of the plurality of data line pairs, A semiconductor memory device according to claim 1, wherein said one data line of said data line pair is a reference dummy.
データ線と、 上記第1および第2のデータ線の双方に交差するワード
線と、 上記第1と第2のデータ線と上記ワード線との2つの交
点に設けられた2つのメモリセルと、 上記第1のデータ線と上記第2のデータ線とがその入力
に接続された第1のセンスアンプとを具備し、 上記2つのメモリセルは不揮発性メモリセルであり、 上記第1のデータ線にメモリセルからのデータを読み出
すときは、上記第2のデータ線はリファレンスダミーで
あることを特徴とする半導体記憶装置。13. A first data line, a second data line arranged parallel to and opposed to the first data line, and a word line intersecting both the first and second data lines. And two memory cells provided at two intersections of the first and second data lines and the word line; and the first data line and the second data line are connected to their inputs. A first sense amplifier, wherein the two memory cells are non-volatile memory cells, and when reading data from the memory cells to the first data line, the second data line is a reference dummy cell. A semiconductor memory device characterized by the following.
いて、 上記第1のデータ線と上記第2のデータ線とがその入力
に接続され、上記第1センスアンプと同一回路構成の第
2のセンスアンプをさらに具備し、 上記2つのメモリセルは、上記第1のセンスアンプと上
記第2のセンスアンプとの間に配置され、 上記第2のデータ線にメモリセルからのデータを読み出
すときは、上記第1のデータ線はリファレンスダミーで
あることを特徴とする半導体記憶装置。14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein said first data line and said second data line are connected to their inputs, and said second sense line has the same circuit configuration as said first sense amplifier. Further comprising an amplifier, wherein the two memory cells are arranged between the first sense amplifier and the second sense amplifier, and when reading data from the memory cell to the second data line, The semiconductor memory device, wherein the first data line is a reference dummy.
いて、 上記第1のデータ線に接続された第1のプリチャージ回
路と、上記第2のデータ線に接続された第2のプリチャ
ージ回路とをさらに具備し、 上記2つのメモリセルは、上記第1のセンスアンプと上
記第2のセンスアンプとの間に配置されることを特徴と
する半導体記憶装置。15. The semiconductor memory device according to claim 14, wherein: a first precharge circuit connected to said first data line; and a second precharge circuit connected to said second data line. Wherein the two memory cells are arranged between the first sense amplifier and the second sense amplifier.
いて、 上記第1のセンスアンプの出力に接続された第1の状態
検出回路をさらに具備することを特徴とする半導体記憶
装置。16. The semiconductor memory device according to claim 13, further comprising a first state detection circuit connected to an output of said first sense amplifier.
いて、 上記第1のセンスアンプの出力に接続された第1の状態
検出回路と、 上記第2のセンスアンプの出力に接続された第2の状態
検出回路とをさらに具備することを特徴とする半導体記
憶装置。17. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein a first state detection circuit connected to an output of said first sense amplifier, and a second state detection circuit connected to an output of said second sense amplifier. A semiconductor memory device further comprising a state detection circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000050237A JP2000215684A (en) | 2000-01-01 | 2000-02-25 | Semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000050237A JP2000215684A (en) | 2000-01-01 | 2000-02-25 | Semiconductor storage device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19818093A Division JP3252306B2 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Semiconductor nonvolatile storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000215684A true JP2000215684A (en) | 2000-08-04 |
Family
ID=18572043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000050237A Pending JP2000215684A (en) | 2000-01-01 | 2000-02-25 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000215684A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003051197A (en) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor storage device |
US8139404B2 (en) | 2009-04-03 | 2012-03-20 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000050237A patent/JP2000215684A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8139404B2 (en) | 2009-04-03 | 2012-03-20 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device |
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