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JP2002140893A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

Info

Publication number
JP2002140893A
JP2002140893A JP2000334722A JP2000334722A JP2002140893A JP 2002140893 A JP2002140893 A JP 2002140893A JP 2000334722 A JP2000334722 A JP 2000334722A JP 2000334722 A JP2000334722 A JP 2000334722A JP 2002140893 A JP2002140893 A JP 2002140893A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
source
source line
line
word line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000334722A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Honna
幸一 本名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000334722A priority Critical patent/JP2002140893A/en
Publication of JP2002140893A publication Critical patent/JP2002140893A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 書換え時間を大幅に短縮できるフラッシュE
EPROMを提供する。 【解決手段】 各ビット線BL1,BL2,BL3毎に
ページプログラミング用のラッチ回路108a,108
b,108cを設けるとともに、ロウデコーダ106の
出力により制御され同一行にあるメモリセルのソース線
110a,110bを選択的にソース線切換え回路10
9に接続するソース線選択トランジスタ111a,11
1bを設け、アドレス信号で選択されたワード線WL上
のメモリセルのソースに対してソース線切換え回路10
9を介して負の高電圧が印加されてメモリセルの情報を
消去し、前記ソース線切換え回路109に接続されたソ
ースに対してVSSが印加されて、ラッチ回路108に
ラッチされた書込み情報に従って1WL分のページプロ
グラミングを行う。
(57) [Summary] [Problem] Flash E that can significantly reduce rewriting time
An EPROM is provided. SOLUTION: A page programming latch circuit 108a, 108 is provided for each bit line BL1, BL2, BL3.
b, 108c, and selectively switches the source lines 110a, 110b of the memory cells on the same row controlled by the output of the row decoder 106.
9 connected to the source line selection transistors 111a and 111
1b, a source line switching circuit 10 for a source of a memory cell on a word line WL selected by an address signal.
9, a negative high voltage is applied to erase the information in the memory cell, VSS is applied to the source connected to the source line switching circuit 109, and according to the write information latched by the latch circuit 108. The page programming for 1WL is performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、電気的書込み/消
去が可能な不揮発性半導体記憶装置に関し、特に、書き
換え時間を大幅に短縮することができるフラッシュEE
PROMに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a flash EE capable of greatly shortening a rewriting time.
Regarding PROM.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の一括消去型不揮発性半導体記憶装
置について説明する。図4において、フローティングゲ
ートを有するトランジスタからなる複数のメモリセルが
配置されたメモリセルアレイ312が複数行設けられて
いる。このメモリセルアレイ312の周辺には、ワード
線WLを選択するロウデコーダ306、ビット線BLを
選択するカラムデコーダ307、及びメモリセルのデー
タを読み出すセンスアンプ304が設けられている。書
込み制御回路303は、メモリセルに書き込みを行う場
合、プログラム電圧をビット線BL及びワード線WLに
それぞれ印加し、消去制御回路302は、書き込んだデ
ータを消去するための電圧をメモリセルのソース線に印
加するものである。ベリファイ回路305は、メモリセ
ルアレイ312に書き込まれたデータを読み出してベリ
ファイを行う。制御回路301は、外部から与えられた
コントロール信号に基づいて、消去制御回路302、書
込み制御回路303、ベリファイ回路305の各動作の
制御を行う。
2. Description of the Related Art A conventional batch erase nonvolatile semiconductor memory device will be described. In FIG. 4, a plurality of rows of memory cell arrays 312 in which a plurality of memory cells each including a transistor having a floating gate are arranged are provided. Around the memory cell array 312, there are provided a row decoder 306 for selecting a word line WL, a column decoder 307 for selecting a bit line BL, and a sense amplifier 304 for reading data of a memory cell. When writing to a memory cell, the write control circuit 303 applies a program voltage to each of the bit line BL and the word line WL, and the erase control circuit 302 applies a voltage for erasing the written data to a source line of the memory cell. Is applied. The verify circuit 305 reads data written in the memory cell array 312 and performs verification. The control circuit 301 controls each operation of the erase control circuit 302, the write control circuit 303, and the verify circuit 305 based on an externally applied control signal.

【0003】次に、このような従来の装置における書込
み及び消去の動作について説明する。図6は、図4のメ
モリセルアレイ312におけるメモリセルの断面を示し
たものであり、502はフローティングゲート、501
はコントロールゲート、504は半導体基板506に形
成されたソース拡散領域(以下単にソースとも言う)、
503は半導体基板506に形成されたドレイン拡散領
域(以下単にドレインとも言う)である。ここで、フロ
ーティングゲート502と半導体基板506との間には
図示しない薄い膜厚の酸化膜が形成されており、これに
よるトンネル現象を利用してフローティングゲート50
2へ電子が移動できるようになっている。
Next, the writing and erasing operations in such a conventional device will be described. FIG. 6 shows a cross section of a memory cell in the memory cell array 312 of FIG.
Is a control gate, 504 is a source diffusion region (hereinafter simply referred to as a source) formed in the semiconductor substrate 506,
Reference numeral 503 denotes a drain diffusion region (hereinafter, simply referred to as a drain) formed in the semiconductor substrate 506. Here, a thin oxide film (not shown) is formed between the floating gate 502 and the semiconductor substrate 506, and the floating gate 50 is formed by utilizing a tunnel phenomenon.
The electron can be moved to 2.

【0004】次に、このメモリセルの動作を説明する。
プログラム時、ドレイン503とコントロールゲート5
01に6.3V程度のプログラム電圧とVBB(−9.
0V:負電圧)がそれぞれ印加され、ソース504が接
地される。ドレイン503近傍でトンネル現象が生じ、
電子は、フローティングゲート502とドレイン503
間に形成された電界によって加速されるため、フローテ
ィングゲート502から電子の引き抜きが起こり、メモ
リセルのしきい値が低下する。ここで、このしきい値の
低下を情報“0”の記憶と定義する。
Next, the operation of the memory cell will be described.
During programming, drain 503 and control gate 5
01 and a program voltage of about 6.3 V and VBB (−9.
0V: negative voltage), and the source 504 is grounded. A tunnel phenomenon occurs near the drain 503,
The electrons are supplied to the floating gate 502 and the drain 503.
Since acceleration is caused by the electric field formed therebetween, electrons are extracted from the floating gate 502, and the threshold value of the memory cell decreases. Here, this lowering of the threshold value is defined as storing information “0”.

【0005】一方、消去時は、ドレイン503をオープ
ンにし、コントロールゲート501に消去電圧の正電圧
を印加し、ソース504、半導体基板506にVBB
(負電圧)を印加すると、ソース504とフローティン
グゲート502との間に電界が形成され、これによっ
て、トンネル現象が生じ、フローティングゲート502
に電子の注入が起こり、メモリセルのしきい値が上昇す
る。ここで、このしきい値の上昇を情報“1”の記憶と
定義する。
On the other hand, at the time of erasing, the drain 503 is opened, a positive erasing voltage is applied to the control gate 501, and the VBB is applied to the source 504 and the semiconductor substrate 506.
When a (negative voltage) is applied, an electric field is formed between the source 504 and the floating gate 502, whereby a tunnel phenomenon occurs and the floating gate 502
Electron injection occurs, and the threshold value of the memory cell rises. Here, this rise in the threshold is defined as storage of information “1”.

【0006】この後、図5に示されるような手順で書込
み/消去動作が行われる。書き込みを行う際の手順を図
5のフローチャートに示す。先ず、先頭番地にアドレス
をセットする。ビット線BLに6.3Vの正電圧を印加
し、ワード線に書込み制御回路303で発生させたプロ
グラム電圧(負電圧)を一定時間印加する。このように
して書き込みを行うと、しきい値電圧Vthが低くなる
(ステップ401)。
Thereafter, a write / erase operation is performed according to a procedure as shown in FIG. The procedure for writing is shown in the flowchart of FIG. First, an address is set to the first address. A positive voltage of 6.3 V is applied to the bit line BL, and a program voltage (negative voltage) generated by the write control circuit 303 is applied to the word line for a certain time. When writing is performed in this manner, the threshold voltage Vth decreases (step 401).

【0007】この後、しきい値電圧が所定値であるか否
かを検査するベリファイ動作を、ベリファイ回路305
を用いて行う(ステップ402)。ベリファイを行った
結果がフェイルのときは(ステップ403)、ベリファ
イ動作を中断してアドレスを先頭番地に戻し、再度書き
込みを行う。そして、ベリファイを行って(ステップ4
02)、ベリファイの結果が最終番地(ステップ40
4)までOKが得られるまでステップ401〜404を
繰り返す。
Thereafter, a verify operation for checking whether the threshold voltage is a predetermined value is performed by a verify circuit 305.
(Step 402). If the result of the verification is a fail (step 403), the verify operation is interrupted, the address is returned to the start address, and writing is performed again. Then, verify (Step 4
02), the result of verification is the final address (step 40)
Steps 401 to 404 are repeated until OK is obtained until 4).

【0008】次に、全メモリセル領域が書込み状態にな
ってから(消去前書込み)消去BLOCKを設定し、消
去制御回路302から消去電圧が発生される。図6に示
したメモリセルの断面図において、ソース504と半導
体基板506にこの消去電圧が一定時間印加され、ワー
ド線WLはある正電圧に保持され、ビット線BLはオー
プン状態に保持されることで、半導体基板506からフ
ローティングゲート502内に電子が注入される。この
ようにして、すべてのメモリセルに書き込まれたデータ
の一括消去(BLOCK単位)が行われる(ステップ4
05)。この後ベリファイコマンドが入力される(ステ
ップ406)。消去動作が行われてから、メモリセルの
しきい値電圧が所定値であるか否かの検査が、ベリファ
イ回路305により行われる。ベリファイの結果がパス
であり、最終BLOCKまで至らない間(ステップ40
7)はベリファイを繰り返す。ベリファイの結果がフェ
イルであった場合は、ベリファイは中断する。そして、
再び一括消去が行われる(ステップ405)。このよう
な動作が、最終BLOCKまで繰り返される。次に、前
述の要領で任意データが書き込まれる(ステップ408
〜411)。
Next, after all the memory cell areas are in a write state (write before erase), an erase BLOCK is set, and an erase control circuit 302 generates an erase voltage. In the cross-sectional view of the memory cell shown in FIG. 6, the erase voltage is applied to the source 504 and the semiconductor substrate 506 for a certain time, the word line WL is held at a certain positive voltage, and the bit line BL is held in an open state. Then, electrons are injected from the semiconductor substrate 506 into the floating gate 502. In this way, the data written in all the memory cells is collectively erased (in BLOCK units) (step 4).
05). Thereafter, a verify command is input (step 406). After the erasing operation is performed, the verification circuit 305 checks whether or not the threshold voltage of the memory cell is a predetermined value. If the result of the verification is a pass and the result does not reach the final BLOCK (step 40)
7) Repeat the verification. If the result of the verification is “fail”, the verification is interrupted. And
Batch erase is performed again (step 405). Such an operation is repeated until the last BLOCK. Next, arbitrary data is written in the manner described above (step 408).
411).

【0009】同一ページ内で書込み特性にばらつきがあ
った場合に、次のような問題が発生する。即ち、書き込
みの速いセルがベリファイでOKとなっても、書き込み
の遅い他のセルがOKとなるまでは、双方のセルに対し
て同時に書き込みが繰り返される。このため、過書込み
という現象が起こる。セルは正常な消去状態にあり、論
理「1」データに対応している。また、メモリセルは、
書込み状態にあるセルであって、論理「0」データに対
応している。メモリセルのコントロールゲートにVCC
電圧を印加すると、消去されているセルはオフ状態を保
ち、電流は流れない。正常な書込み状態にあるセルは、
オン状態になって電流が流れる。また、書込み状態にあ
るセルのコントロールゲートに0Vを印加しても、オフ
状態となる。しかし、過書込みセルが存在した場合に
は、同一ビット線上にリーク電流が存在するため接続さ
れたビット線BL1に接続された他の論理「1」データ
のセルを読み出す場合にも、ビット線BLの電位が降下
して論理「0」データであると誤って読み出すことにな
る。このような過書込みの問題が従来の装置では発生し
ていた。
[0009] When the writing characteristics vary within the same page, the following problem occurs. In other words, even if the fast-writing cell is OK in the verification, the writing to both cells is repeated simultaneously until the other slow-writing cell is OK. Therefore, a phenomenon called overwriting occurs. The cell is in a normal erased state and corresponds to logic "1" data. Also, the memory cell is
A cell in a write state, corresponding to logic "0" data. VCC to control gate of memory cell
When a voltage is applied, the erased cell remains off and no current flows. Cells in a normal write state are:
The current is turned on and current flows. Even if 0 V is applied to the control gate of the cell in the written state, the cell is turned off. However, when an overwritten cell is present, a leak current is present on the same bit line, so that when reading another logic "1" data cell connected to the connected bit line BL1, the bit line BL Will drop and the data will be read erroneously as logical "0" data. Such a problem of overwriting has occurred in the conventional apparatus.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のフラッシュ
EEPROMにおいて、メモリセルの情報を書き換える
場合、消去は全メモリセルに対して一括に行われるが、
メモリが大容量化すると書き込みにかかる時間が長くな
るため、書き換え時間が長くなるという問題があった。
そこで、書き換えのうちの書き込みに要する時間が短縮
できるように、同一ワード線上のメモリセルに書き込む
データを複数バイト分ラッチ回路にラッチし、これらを
一括して書き込む書込み機能、ページプログラミング機
能をつけることが考えられるが、上記のようにフラッシ
ュEEPROMでは消去が全メモリセルに対して一括に
行われるため、書き換える必要のない情報を記憶したメ
モリセルを含む全メモリセルに対して書き込みを行わな
ければならず、書き換え時間を十分に短縮することがで
きないという問題があった。
In the above-mentioned conventional flash EEPROM, when information of a memory cell is rewritten, erasing is performed on all the memory cells at once.
When the capacity of the memory is increased, the time required for writing becomes longer, and there is a problem that the rewriting time becomes longer.
Therefore, in order to reduce the time required for writing during rewriting, the data to be written to the memory cell on the same word line is latched by a plurality of bytes in a latch circuit, and a writing function and a page programming function for writing these all at once are provided. However, as described above, in the flash EEPROM, since erasing is performed on all memory cells at once, writing must be performed on all memory cells including memory cells storing information that does not need to be rewritten. However, there is a problem that the rewriting time cannot be sufficiently reduced.

【0011】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、書き換え時間を大幅に短縮する
ことができる不揮発性半導体記憶装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of greatly reducing the rewriting time.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明にかかるフラッシ
ュEEPROMは、各ビット線に対してページプログラ
ミングのためのラッチ回路によって一括に多くの書込み
データをメモリセルに書き込むことが可能となり、ま
た、アドレス信号によって選択されたワード線上のメモ
リセルのソース線を、アドレス信号に基づいてソース線
切換え回路に接続できるようにしたものである。前記ソ
ース線切換え回路を用いることにより書き換えに必要な
ワード線だけを選択し書き換えることができる。
In a flash EEPROM according to the present invention, a large amount of write data can be written to a memory cell at a time by a latch circuit for page programming for each bit line. A source line of a memory cell on a word line selected by a signal can be connected to a source line switching circuit based on an address signal. By using the source line switching circuit, only the word lines necessary for rewriting can be selected and rewritten.

【0013】また、このフラッシュEEPROMは、各
ビット線に対してページプログラミングのための書込み
情報をラッチするラッチ回路を設けるとともに、アドレ
ス信号によって選択されたワード線にロウデコーダから
負の高電圧が供給されるようにしたものである。
This flash EEPROM has a latch circuit for latching write information for page programming for each bit line, and a negative high voltage is supplied from a row decoder to a word line selected by an address signal. It is made to be done.

【0014】そうすることによって、書き換えに必要最
小限の領域に対して消去が可能になった制御回路とを備
えることを特徴としている。
By doing so, a control circuit capable of erasing a minimum area necessary for rewriting is provided.

【0015】本発明によれば、電気的書込み及び消去が
可能な不揮発性半導体記憶装置において、アドレス信号
によって情報の書き換えを行うべきメモリセルのワード
線が選択され、この選択されたワード線上のメモリセル
を接続するソース線のみが前記アドレス信号に基づいて
ソース線切換え回路に接続されるようにしたため、書き
換えを行うべきワード線上のメモリセルのみを消去した
後、ページプログラミングを行うことができる。
According to the present invention, in a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing, a word line of a memory cell in which information is to be rewritten by an address signal is selected, and a memory on the selected word line is selected. Since only the source lines connecting the cells are connected to the source line switching circuit based on the address signal, the page programming can be performed after erasing only the memory cells on the word lines to be rewritten.

【0016】また、アドレス信号によって情報の書き換
えを行うべきメモリセルのワード線が選択され、この選
択されたワード線にロウデコーダから負の高電圧が供給
されるようにしたため、書き換えを行うべきワード線上
のメモリセルのみを消去した後、ページプログラミング
を行うことができる。
Further, a word line of a memory cell in which information is to be rewritten is selected by an address signal, and a negative high voltage is supplied from the row decoder to the selected word line. After erasing only the memory cells on the line, page programming can be performed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1におけ
るフラッシュEEPROMのメモリアレイとその周辺部
の回路構成を示した図であり、101は制御回路、11
3は電源で、デコーダ用電源電圧VBB,VPP,VC
Cを発生する。102は消去制御回路、103は書込み
制御回路、104はセンスアンプ、105はベリファイ
回路、114はアドレス制御回路、106はロウデコー
ダ、107はカラムデコーダ、108a,108b,1
08cは、各ビット線BL1,BL2,BL3上にそれ
ぞれ設けられ、書込み制御回路103に接続するラッチ
回路、109はソース線切換え回路、110a,110
bは各メモリセルアレイ112毎に各メモリセルのソー
スを共通に接続したソース線、111a,111bはロ
ウデコーダ106の出力によって制御され、ソース線1
10a,110bを選択的にソース線切換え回路109
に接続するソース線選択トランジスタである。ここで、
図1に示す以外の全体の装置構成は図4に示す従来のフ
ラッシュEEPROMと基本的に同一である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a memory array of a flash EEPROM and its peripheral portion according to Embodiment 1 of the present invention.
Reference numeral 3 denotes a power supply, which is a power supply voltage for decoder VBB, VPP, VC.
C is generated. 102 is an erase control circuit, 103 is a write control circuit, 104 is a sense amplifier, 105 is a verify circuit, 114 is an address control circuit, 106 is a row decoder, 107 is a column decoder, 108a, 108b, 1
08c is a latch circuit provided on each bit line BL1, BL2, BL3 and connected to the write control circuit 103, 109 is a source line switching circuit, 110a, 110
b is a source line connecting the sources of the memory cells in common for each memory cell array 112, 111a and 111b are controlled by the output of the row decoder 106, and
10a and 110b are selectively connected to the source line switching circuit 109.
Are connected to the source line selection transistor. here,
The entire device configuration other than that shown in FIG. 1 is basically the same as that of the conventional flash EEPROM shown in FIG.

【0018】書込み及び消去時には、デコーダ用電源電
圧VPP(正電圧),VBB(負電圧)、読み出し時に
はVCC、書込み及び消去ベリファイ時にはそれぞれの
ベリファイ電圧がVPPから供給される。また、消去制
御信号に関係なくアドレス信号の選択により、デコーダ
用電源電圧VBBが、選択されたソース線に出力される
ようになっている。
The power supply voltages VPP (positive voltage) and VBB (negative voltage) for the decoder are supplied from VPP at the time of writing and erasing, VCC at the time of reading, and VPP at the time of writing and erasing verify. Further, the decoder power supply voltage VBB is output to the selected source line by selecting the address signal regardless of the erase control signal.

【0019】次に、図1におけるワード線1本分のメモ
リセルの書き換えを、ページプログラミング機能を用い
て行う場合の動作について説明する。メモリセルの書き
換えは、書込み情報とそのアドレスをラッチするシーケ
ンス,過消去を防止するために書込み情報に関係なく
“0”の書き込みを行うシーケンス,消去を行うシーケ
ンス,及び書込み情報の書き込みを行うシーケンスに分
けられる。
Next, the operation in the case where the rewriting of the memory cell for one word line in FIG. 1 is performed using the page programming function will be described. Rewriting of a memory cell includes a sequence for latching write information and its address, a sequence for writing "0" regardless of write information, a sequence for erasing, and a sequence for writing write information in order to prevent over-erasing. Divided into

【0020】まず、アドレス信号によりロウデコーダ1
06を通して、ワード線1本分の情報がラッチ回路10
8(108a,108b,108c)に取り込まれてラ
ッチされる。
First, a row decoder 1 is activated by an address signal.
06, the information for one word line is stored in the latch circuit 10
8 (108a, 108b, 108c) and latched.

【0021】書込みデータ“0”は以下のようにして行
われる。ラッチされたアドレス信号によりロウデコーダ
106よりワード線WL1が選択され、ワード線WL1
にVBBが供給される。そして、各ラッチ回路108
a,108b,108cに入力される書込みパルス信号
が選択され、各ラッチ回路108a,108b,108
cにラッチされた書込み情報に関係なく、ビット線BL
1,BL2,BL3にプログラム電圧が印加される。ま
た、アドレス信号によりロウデコーダ106を通してソ
ース線選択トランジスタ111aが選択され、ソース線
110aがソース線切換え回路109により接地され
る。その結果、ワード線1本分のすべてのメモリセルに
電流が流れ、トンネル現象が起こり、メモリセルのしき
い値電圧を低くする。
The write data "0" is performed as follows. The word line WL1 is selected by the row decoder 106 according to the latched address signal, and the word line WL1 is selected.
Are supplied with VBB. Then, each latch circuit 108
a, 108b, and 108c are selected, and each of the latch circuits 108a, 108b, and 108c is selected.
c, regardless of the write information latched in the bit line BL.
1, a program voltage is applied to BL2 and BL3. The source line selection transistor 111 a is selected by the address signal through the row decoder 106, and the source line 110 a is grounded by the source line switching circuit 109. As a result, a current flows through all the memory cells for one word line, a tunnel phenomenon occurs, and the threshold voltage of the memory cells is lowered.

【0022】消去は以下のようにして行われる。まず、
消去時には消去制御信号がイネーブルとなるので、ロウ
デコーダ106には正電圧,カラムデコーダ107はア
ドレス信号に関係なくオープン状態になり、各メモリセ
ルのコントロールゲート501に正電圧が印加され、ド
レイン503がオープンにされる。アドレス信号により
ロウデコーダ106を通してソース線選択トランジスタ
111aが選択され、ソース線切換え回路109からソ
ース線110aに接続するメモリセルのソースに負の高
電圧が供給される。その結果、トンネル現象によってワ
ード線WL1に対応する各メモリセルのフローティング
ゲート502に電子の注入が起こり、しきい値は高い方
にシフトし消去がなされる。
Erasure is performed as follows. First,
At the time of erasing, the erasing control signal is enabled, so that the row decoder 106 is in the open state regardless of the address signal, the column decoder 107 is in the open state regardless of the address signal, the positive voltage is applied to the control gate 501 of each memory cell, and the drain 503 is Be opened. The source line selection transistor 111a is selected by the address signal through the row decoder 106, and a high negative voltage is supplied from the source line switching circuit 109 to the source of the memory cell connected to the source line 110a. As a result, electrons are injected into the floating gate 502 of each memory cell corresponding to the word line WL1 due to the tunnel phenomenon, and the threshold value shifts to a higher side to perform erasure.

【0023】書込みは以下のようにして行われる。ま
ず、ラッチされたアドレス信号によってロウデコーダ1
06を介して、ワード線WL1が選択されVBB(負電
圧)が供給される。そして、各ラッチ回路108a,1
08b,108cに入力される書込みパルス信号が選択
され、ラッチ回路108a,108b,108cにラッ
チされた書込み情報が“0”ならばそのラッチ回路が接
続されているビット線BLにプログラム電圧が印加され
る。また、アドレス信号によりロウデコーダ106を通
してソース線選択トランジスタ111aが選択され、ソ
ース線110aがソース線切換え回路109により接地
される。その結果、ワード線一本分のメモリセルのうち
書き込むべきメモリセルのみに電流が流れ、トンネル現
象によって、メモリセルのしきい値電圧を低くする。
Writing is performed as follows. First, the row decoder 1 is operated by the latched address signal.
The word line WL1 is selected via 06, and VBB (negative voltage) is supplied. Then, each latch circuit 108a, 1
When the write pulse signal input to the latch circuits 08b and 108c is selected and the write information latched in the latch circuits 108a, 108b and 108c is "0", a program voltage is applied to the bit line BL to which the latch circuit is connected. You. The source line selection transistor 111 a is selected by the address signal through the row decoder 106, and the source line 110 a is grounded by the source line switching circuit 109. As a result, current flows only in the memory cells to be written out of the memory cells for one word line, and the threshold voltage of the memory cells is lowered by the tunnel phenomenon.

【0024】次に、メモリセルの読み出し動作について
説明する。アドレス信号がカラムデコーダ107とロウ
デコーダ106によってデコードされ、選択されたらビ
ット線とワード線WL1が“H”となる。読み出し時に
は制御信号がイネーブルされ、ラッチ回路108(10
8a,108b,108c)においてビット線BLが選
択される。また、アドレス信号によりロウデコーダ10
6を通してソース線選択トランジスタ111aが選択さ
れ、ソース線110aがソース線切換え回路109によ
り接地される。そして、メモリセルを介して電流が流れ
るか否かをセンスアンプ104で検出し、読み出しデー
タ“1”“0”を得る。
Next, the read operation of the memory cell will be described. The address signal is decoded by the column decoder 107 and the row decoder 106, and when selected, the bit line and the word line WL1 become "H". At the time of reading, the control signal is enabled and the latch circuit 108 (10
8a, 108b, and 108c), the bit line BL is selected. Also, the row decoder 10 is controlled by an address signal.
6, the source line selection transistor 111a is selected, and the source line 110a is grounded by the source line switching circuit 109. Then, whether or not a current flows through the memory cell is detected by the sense amplifier 104, and read data “1” and “0” are obtained.

【0025】このように、本実施の形態1における不揮
発性半導体記憶装置では、I/O線からの入力データを
取り込んでラッチし、書込み制御信号に基づいてそれぞ
れのビット線に対してプログラム電圧を供給する複数の
ラッチ回路があり、ロウデコーダがワード線を選択する
とともに、選択したワード線上のメモリセルのソース線
をソース線切換え回路に接続させるように構成されてい
るので、選択されたワード線に対応するメモリセルのみ
を消去した後に、上記ラッチ回路にラッチされた書込み
情報に基づいて、選択されたワード線上のメモリセルに
対して書込み情報を一括して書き込むことができ、全メ
モリセルを消去することなく、ワード線単位のメモリセ
ルに対して情報の書き換えを行うことができる。
As described above, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, the input data from the I / O line is fetched and latched, and the program voltage is applied to each bit line based on the write control signal. There are a plurality of latch circuits for supplying the selected word line because the row decoder selects the word line and connects the source line of the memory cell on the selected word line to the source line switching circuit. After erasing only the memory cells corresponding to, the write information can be collectively written to the memory cells on the selected word line based on the write information latched by the latch circuit. Information can be rewritten to the memory cells in word line units without erasing.

【0026】なお、図2は、図1のフラッシュEEPR
OMのメモリアレイの書換えシーケンスのフローを示し
たものである。 (実施の形態2)図3は、本発明の実施の形態2におけ
るフラッシュEEPROMのメモリアレイとその周辺部
の回路構成を示す図であり、106はロウデコーダ、1
08a,108b,108cは書込み制御回路103に
接続する、ビット線BL1,BL2,BL3上に設けら
れたラッチ回路、111a,111bはロウデコーダ1
06の出力により制御され、ソース線110a,110
bを選択的に接地するソース線選択トランジスタであ
る。
FIG. 2 shows the flash EEPROM of FIG.
It shows a flow of a rewrite sequence of the OM memory array. (Embodiment 2) FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a memory array of a flash EEPROM and its peripheral portion according to Embodiment 2 of the present invention.
08a, 108b, and 108c are latch circuits connected to the write control circuit 103 and provided on the bit lines BL1, BL2, and BL3, and 111a and 111b are row decoders 1.
06, the source lines 110a, 110
b is a source line selection transistor for selectively grounding.

【0027】書込み及び消去時には、デコーダ用電源電
圧VPP(正電圧),VBB(負電圧)、読み出し時に
はVCC、書込み及び消去ベリファイ時にはそれぞれの
ベリファイ電圧がVPPから供給される。また、消去制
御信号に関係なくアドレス信号の選択により、デコーダ
用電源電圧VBBが、選択されたソース線に出力される
ようになっている。
The power supply voltages VPP (positive voltage) and VBB (negative voltage) for the decoder are supplied from VPP at the time of writing and erasing, VCC at the time of reading, and VPP at the time of writing and erasing verification. Further, the decoder power supply voltage VBB is output to the selected source line by selecting the address signal regardless of the erase control signal.

【0028】次に、図3におけるワード線1本分のメモ
リセルの書き換えを、ページプログラミング機能を用い
て行う場合の動作について説明する。メモリセルの書き
換えは、書込み情報とそのアドレスをラッチするシーケ
ンス,過消去を防止するために書込み情報に関係なく
“0”の書込みを行うシーケンス,消去を行うシーケン
ス,及び書込み情報の書込みを行うシーケンスに分けら
れる。
Next, the operation in the case where the rewriting of the memory cell for one word line in FIG. 3 is performed by using the page programming function will be described. Rewriting of a memory cell includes a sequence for latching write information and its address, a sequence for writing "0" regardless of write information, a sequence for erasing, and a sequence for writing write information in order to prevent over-erasing. Divided into

【0029】まず、アドレス信号によりロウデコーダ1
06を通して、ワード線1本分の情報がラッチ回路10
8(108a,108b,108c)に取り込まれてラ
ッチされる。
First, the row decoder 1 is activated by an address signal.
06, the information for one word line is stored in the latch circuit 10
8 (108a, 108b, 108c) and latched.

【0030】書込みデータ“0”は以下のようにして行
われる。ラッチされたアドレス信号によりロウデコーダ
106よりワード線WL1が選択され、ワード線WL1
にVPPが供給される。そして、各ラッチ回路108
a,108b,108cに入力される書込みパルス信号
が選択され、各ラッチ回路108a,108b,108
cにラッチされた書込み情報に関係なく、ビット線BL
1,BL2,BL3にプログラム電圧が印加される。ま
た、ソース線110aは接地される。その結果、ワード
線1本分のすべてのメモリセルに電流が流れ、ホットエ
レクトロンが発生し、メモリセルのしきい値電圧を高く
する。
The write data "0" is performed as follows. The word line WL1 is selected by the row decoder 106 according to the latched address signal, and the word line WL1 is selected.
Is supplied with VPP. Then, each latch circuit 108
a, 108b, and 108c are selected, and each of the latch circuits 108a, 108b, and 108c is selected.
c, regardless of the write information latched in the bit line BL.
1, a program voltage is applied to BL2 and BL3. The source line 110a is grounded. As a result, a current flows through all the memory cells for one word line, hot electrons are generated, and the threshold voltage of the memory cells is increased.

【0031】消去は以下のようにして行われる。まず、
消去時には消去制御信号がイネーブルとなるので、ロウ
デコーダ106には負電圧,カラムデコーダ107はア
ドレス信号に関係なくオープン状態になり、各メモリセ
ルのコントロールゲート501に正電圧が印加され、ド
レイン503がオープンにされる。また、ソース線11
0aは接地されている。その結果、トンネル現象によっ
てワード線WL1に対応する各メモリセルのフローティ
ングゲート502に電子の注入が起こり、しきい値は低
い方にシフトし、消去がなされる。
Erasing is performed as follows. First,
At the time of erasing, the erase control signal is enabled, so that the row decoder 106 is in the open state regardless of the address signal, the column decoder 107 is in the open state regardless of the address signal, the positive voltage is applied to the control gate 501 of each memory cell, and the drain 503 is Be opened. Also, the source line 11
0a is grounded. As a result, electrons are injected into the floating gate 502 of each memory cell corresponding to the word line WL1 due to the tunnel phenomenon, the threshold value shifts to a lower one, and erasing is performed.

【0032】書込みは以下のようにして行われる。ま
ず、ラッチされたアドレス信号によってロウデコーダ1
06を介して、ワード線WL1が選択され、VPP(正
電圧)が供給される。そして、各ラッチ回路108a,
108b,108cに入力される書込みパルス信号が選
択され、ラッチ回路108a,108b,108cにラ
ッチされた書込み情報が“0”ならばそのラッチ回路が
接続されているビット線BLにプログラム電圧が印加さ
れる。また、ソース線110aは接地される。その結
果、ワード線一本分のメモリセルのうち書き込むべきメ
モリセルのみに電流が流れ、ホットエレクトロンが発生
し、メモリセルのしきい値電圧を高くする。
Writing is performed as follows. First, the row decoder 1 is operated by the latched address signal.
The word line WL1 is selected via 06, and VPP (positive voltage) is supplied. Then, each latch circuit 108a,
When a write pulse signal input to 108b, 108c is selected and the write information latched in the latch circuits 108a, 108b, 108c is "0", a program voltage is applied to the bit line BL to which the latch circuit is connected. You. The source line 110a is grounded. As a result, current flows only in the memory cells to be written out of the memory cells for one word line, hot electrons are generated, and the threshold voltage of the memory cells is increased.

【0033】次に、メモリセルの読み出し動作について
説明する。アドレス信号がカラムデコーダ107とロウ
デコーダ106によってデコードされ、選択されたらビ
ット線とワード線WL1が“H”となる。読み出し時に
は制御信号がイネーブルされ、ラッチ回路108(10
8a,108b,108c)においてビット線BLが選
択される。また、アドレス信号によりロウデコーダ10
6を通してソース線選択トランジスタ111aが選択さ
れ、ソース線110aは接地される。そして、メモリセ
ルを介して電流が流れるか否かをセンスアンプ104で
検出し、読み出しデータ“1”“0”を得る。
Next, the read operation of the memory cell will be described. The address signal is decoded by the column decoder 107 and the row decoder 106, and when selected, the bit line and the word line WL1 become "H". At the time of reading, the control signal is enabled and the latch circuit 108 (10
8a, 108b, and 108c), the bit line BL is selected. Also, the row decoder 10 is controlled by an address signal.
6, the source line selection transistor 111a is selected, and the source line 110a is grounded. Then, whether or not a current flows through the memory cell is detected by the sense amplifier 104, and read data “1” and “0” are obtained.

【0034】このように、本実施の形態2における不揮
発性半導体記憶装置では、I/O線からの入力データを
取り込んでラッチし、書込み制御信号に基づいてそれぞ
れのビット線に対してプログラム電圧を供給する複数の
ラッチ回路があり、ロウデコーダがワード線を選択し、
選択したワード線に対して正の高電圧を供給するよう構
成されているので、選択されたワード線に対応するメモ
リセルのみを消去した後に、上記ラッチ回路にラッチさ
れた書込み情報に基づいて、選択されたワード線上のメ
モリセルに対して書込み情報を一括して書き込むことが
でき、全メモリセルを消去することなく、ワード線単位
のメモリセルに対して情報の書き換えを行うことができ
る。
As described above, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment, the input data from the I / O line is fetched and latched, and the program voltage is applied to each bit line based on the write control signal. There are multiple latch circuits to supply, a row decoder selects a word line,
Since it is configured to supply a positive high voltage to the selected word line, after erasing only the memory cells corresponding to the selected word line, based on the write information latched in the latch circuit, The write information can be written to the memory cells on the selected word line at a time, and the information can be rewritten to the memory cells in word line units without erasing all the memory cells.

【0035】なお、上記実施の形態において図示したメ
モリアレイとその周辺部以外の回路構成については必要
に応じて種々変更できることは言うまでもない。
It is needless to say that the circuit configuration other than the memory array and its peripheral parts shown in the above embodiment can be variously changed as required.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各ビット線に対してページプログラミングのためのラッ
チ回路を設けるとともに、アドレス信号によって選択さ
れたワード線上のメモリセルを接続するソース線を、ア
ドレス信号に基づいてソース線切換え回路に接続できる
ようにしたので、書き換えを行うべきメモリセルを含む
ワード線上のメモリセルの書込み情報を選択的に消去し
た後、ページプログラミングを行うことができるため、
全メモリに対して書き込みを行う必要がなくなり、書き
換え時間を大幅に短縮することができる効果がある。
As described above, according to the present invention,
A latch circuit for page programming is provided for each bit line, and a source line connecting a memory cell on a word line selected by an address signal can be connected to a source line switching circuit based on the address signal. Therefore, the page programming can be performed after selectively erasing the write information of the memory cell on the word line including the memory cell to be rewritten,
There is no need to write data in all memories, and the rewriting time can be greatly reduced.

【0037】また、本発明にかかるフラッシュEEPR
OMによれば、各ビット線に対してページプログラミン
グのためのラッチ回路を設けるとともに、アドレス信号
によって選択されたワード線にカラムデコーダから負の
高電圧を供給できるようにしたので、書き換えを行うべ
きメモリセルを含むワード線上のメモリセルの書込み情
報を選択的に消去した後、ページプログラミングを行う
ことができるため、全メモリに対して書き込みを行う必
要がなくなり、書き換え時間を大幅に短縮することがで
きる効果がある。
The flash EEPROM according to the present invention
According to OM, a latch circuit for page programming is provided for each bit line, and a negative high voltage can be supplied from a column decoder to a word line selected by an address signal. Since the page programming can be performed after selectively erasing the write information of the memory cells on the word lines including the memory cells, there is no need to write to all memories, and the rewriting time can be greatly reduced. There is an effect that can be done.

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

【図1】本発明の実施の形態1におけるフラッシュEE
PROMのメモリアレイとその周辺部の回路構成を示す
FIG. 1 shows a flash EE according to a first embodiment of the present invention.
The figure which shows the circuit configuration of the memory array of PROM and its peripheral part

【図2】図1のフラッシュEEPROMにおけるメモリ
アレイの書き換えシーケンスのフロー図
FIG. 2 is a flowchart of a rewrite sequence of a memory array in the flash EEPROM of FIG. 1;

【図3】本発明の実施の形態2におけるフラッシュEE
PROMのメモリアレイとその周辺部の回路構成を示す
FIG. 3 shows a flash EE according to a second embodiment of the present invention.
The figure which shows the circuit configuration of the memory array of PROM and its peripheral part

【図4】従来のフラッシュEEPROMのモリアレイと
その周辺部の回路構成を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional memory array of a flash EEPROM and its peripheral portion;

【図5】従来のフラッシュEEPROMにおけるメモリ
アレイの書き換えシーケンスのフロー図
FIG. 5 is a flowchart of a memory array rewrite sequence in a conventional flash EEPROM.

【図6】図4のメモリセルアレイにおけるメモリセルの
断面図
FIG. 6 is a sectional view of a memory cell in the memory cell array of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 制御回路 102 消去制御回路 103 書込み制御回路 104 センスアンプ 105 ベリファイ回路 106 ロウデコーダ 107 カラムデコーダ 108a,108b,108c ラッチ回路 109 ソース線切換え回路 110a,110b ソース線 111a,111b ソース線選択トランジスタ 101 Control Circuit 102 Erase Control Circuit 103 Write Control Circuit 104 Sense Amplifier 105 Verify Circuit 106 Row Decoder 107 Column Decoder 108a, 108b, 108c Latch Circuit 109 Source Line Switching Circuit 110a, 110b Source Line 111a, 111b Source Line Selection Transistor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ページプログラミングによって書き込み
を行うフラッシュEEPROMであって、電気的書込み
/消去が可能な複数の不揮発性メモリセルが並んだ複数
行のメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイを選択
するためのロウデコーダ、カラムデコーダと、前記各メ
モリセルアレイ毎に各メモリセルのソースを共通に接続
する複数のソース線と、前記ソース線を接地させるか、
または高電圧を印加するかを選択するソース線切換え回
路と、前記ロウデコーダの出力によって制御され、前記
ソース線を選択的に前記ソース線切換え回路に接続する
ソース線選択トランジスタと、メモリセルのビット線毎
に設けられ、1個の書込みデータをラッチし、書込み制
御信号に基づいて各ビット線に対してプログラム電圧を
供給する複数のラッチ回路とを備え、前記ロウデコーダ
により選択されたワード線上のメモリセルのソース線に
前記ソース線切換え回路から負の高電圧が印加され、同
一ワード線上のメモリセルの情報が消去されることを特
徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A flash EEPROM which performs writing by page programming, comprising: a plurality of rows of memory cell arrays in which a plurality of electrically rewritable / erasable nonvolatile memory cells are arranged; and a row for selecting the memory cell arrays. A decoder, a column decoder, a plurality of source lines commonly connecting a source of each memory cell for each of the memory cell arrays, and whether the source line is grounded,
A source line switching circuit for selecting whether to apply a high voltage, a source line selection transistor controlled by an output of the row decoder and selectively connecting the source line to the source line switching circuit, and a memory cell bit. A plurality of latch circuits provided for each line, for latching one write data, and supplying a program voltage to each bit line based on a write control signal; A nonvolatile semiconductor memory device, wherein a negative high voltage is applied to a source line of a memory cell from the source line switching circuit, and information of a memory cell on the same word line is erased.
【請求項2】 ページプログラミングによって書き込み
を行うフラッシュEEPROMであって、電気的書込み
/消去が可能な複数の不揮発性メモリセルが並んだ複数
行のメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイを選択
するためのロウデコーダ、カラムデコーダと、前記各メ
モリセルアレイ毎に各メモリセルのソースを共通に接続
する複数のソース線と、前記ロウデコーダの出力によっ
て制御され、前記ソース線を選択的に接地させるソース
線選択トランジスタと、メモリセルのビット線毎に設け
られ、1個の書込みデータをラッチし、書込み制御信号
に基づいて各ビット線に対してプログラム電圧を供給す
る複数のラッチ回路とを備え、前記ロウデコーダによっ
て選択されたワード線に対して書込み制御回路から負の
高電圧が印加され、選択ワード線上のメモリセルの情報
が前記ラッチ回路のラッチデータを元にページプログラ
ミングされることを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。
2. A flash EEPROM which performs writing by page programming, comprising a plurality of rows of memory cell arrays in which a plurality of electrically rewritable / erasable nonvolatile memory cells are arranged, and a row for selecting the memory cell arrays. A decoder, a column decoder, a plurality of source lines for commonly connecting the sources of the memory cells for each of the memory cell arrays, and a source line selection transistor controlled by an output of the row decoder, for selectively grounding the source lines. And a plurality of latch circuits provided for each bit line of the memory cell, each latching one write data, and supplying a program voltage to each bit line based on a write control signal. A negative high voltage is applied from the write control circuit to the selected word line, A nonvolatile semiconductor memory device, wherein information of a memory cell on a selected word line is page-programmed based on latch data of the latch circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7355893B2 (en) 2005-02-15 2008-04-08 Fujitsu Limited Semiconductor memory device and method for writing to semiconductor memory device
JP2011070768A (en) * 2011-01-12 2011-04-07 Renesas Electronics Corp Writing method for nonvolatile semiconductor memory device

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