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JP2003151289A - Nonvolatile semiconductor memory and its writing method - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory and its writing method

Info

Publication number
JP2003151289A
JP2003151289A JP2001345293A JP2001345293A JP2003151289A JP 2003151289 A JP2003151289 A JP 2003151289A JP 2001345293 A JP2001345293 A JP 2001345293A JP 2001345293 A JP2001345293 A JP 2001345293A JP 2003151289 A JP2003151289 A JP 2003151289A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
write
writing
memory cell
voltage
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
JP2001345293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Sugiura
義久 杉浦
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001345293A priority Critical patent/JP2003151289A/en
Publication of JP2003151289A publication Critical patent/JP2003151289A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor memory and its writing method in which an additional writing is conducted without conducting an erroneous writing even though there exists a memory cell to which data are written into its drain side while supplying a writing non-selective voltage using a local selfboost system. SOLUTION: When a local selfboost is to be conducted, electric charges obtained while boosting the potential of the channel section of a memory cell are supplied to a memory cell close to a source of a NAND string from not only a bit line BL but also from a source line SL. Since a writing non-selective voltage is boosted while supplying electric charges from the line SL also (a STEP3), a sufficient voltage is obtained to inhibit writing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、不揮発性半導体
メモリ及びその書き込み方法に関するもので、特にNA
ND型フラッシュメモリにおいて、ローカルセルフブー
スト方式を用いて書き込み禁止電圧を供給するデバイス
の書き込み禁止電圧の発生方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory and a writing method thereof, and more particularly to an NA.
The present invention relates to a write inhibit voltage generation method for a device that supplies a write inhibit voltage using a local self-boost method in an ND type flash memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3及び図4はそれぞれ、NAND型フ
ラッシュメモリについて説明するためのもので、図3は
要部の概略構成を示すブロック図、図4はメモリセル構
成を示す回路図である。図3に示すように、本体メモリ
セルアレイ11には、NAND型のメモリセルがマトリ
クス状に配置されており、この本体メモリセルアレイ1
1にロウデコーダ12、カラムデコーダ13、データラ
ッチ/センスアンプ14等が接続されている。上記ロウ
デコーダ12は、ロウアドレス信号をデコードして上記
本体メモリセルアレイ11中に設けられたワード線及び
セレクトゲート線を選択する。また、上記カラムデコー
ダ13は、カラムアドレス信号をデコードして上記本体
メモリセルアレイ11中に設けられたビット線を選択す
る。上記データラッチ/センスアンプ14は、書き込み
データあるいは読み出しデータをラッチするとともに、
センス及び増幅する。更に、上記本体メモリセルアレイ
11に隣接して冗長部メモリセルアレイ15が上記ロウ
デコーダ12を共有するように設けられている。この冗
長部メモリセルアレイ15は、本体メモリセルアレイ1
1中のメモリセルに不良が発生したときに、ブロック単
位で置換して救済するためのもので、基本的には本体メ
モリセルアレイ11と同様な構成になっている。この冗
長部メモリセルアレイ15には、冗長部カラムデコーダ
16、冗長部データラッチ/センスアンプ17等が接続
されて、不良救済のための置換が行われたときに、冗長
部メモリセルアレイ15に対して本体メモリセルアレイ
11と同様な書き込みあるいは読み出しが行えるように
なっている。
2. Description of the Related Art FIGS. 3 and 4 are each for explaining a NAND type flash memory. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic structure of a main portion, and FIG. 4 is a circuit diagram showing a memory cell structure. . As shown in FIG. 3, NAND memory cells are arranged in a matrix in the main body memory cell array 11.
A row decoder 12, a column decoder 13, a data latch / sense amplifier 14, etc. are connected to 1. The row decoder 12 decodes a row address signal to select a word line and a select gate line provided in the main body memory cell array 11. Further, the column decoder 13 decodes a column address signal to select a bit line provided in the main body memory cell array 11. The data latch / sense amplifier 14 latches write data or read data, and
Sense and amplify. Further, a redundant portion memory cell array 15 is provided adjacent to the main body memory cell array 11 so as to share the row decoder 12. The redundant portion memory cell array 15 is the main memory cell array 1
When a defect occurs in the memory cell in No. 1, the memory cell is replaced by a block unit for relief, and basically has the same configuration as the main body memory cell array 11. A redundant section column decoder 16, a redundant section data latch / sense amplifier 17, etc. are connected to the redundant section memory cell array 15, and when replacement for defect repair is performed, The same writing or reading as in the main body memory cell array 11 can be performed.

【0003】上記NAND型フラッシュメモリのメモリ
セルは、図4に示すように構成されている。複数の(典
型的には16個の)メモリセルMC0〜MC15の電流
通路が直列に接続されて、NANDストリングが形成さ
れる。このNANDストリングのビット線(ドレイン)
端とソース線(ソース)端にはそれぞれ、セレクトゲー
トS1,S2が接続されており、必要に応じてビット線
BLn,BLn+1及びソース線SLからNANDスト
リングを切り離すことができるようになっている。
The memory cell of the NAND flash memory is constructed as shown in FIG. The current paths of a plurality (typically 16) of memory cells MC0 to MC15 are connected in series to form a NAND string. Bit line (drain) of this NAND string
Select gates S1 and S2 are connected to the end and the source line (source) end, respectively, so that the NAND string can be separated from the bit lines BLn and BLn + 1 and the source line SL as needed.

【0004】上記NAND型フラッシュメモリはシリア
ル動作を基本としており、典型的には512バイトで構
成されるページを単位として書き込み及び読み出しを行
う。書き込み/読み出しデータは、各ビット線に接続さ
れたデータラッチ(センスアンプ/データラッチ14)
に一時的に保持される。
The above-mentioned NAND flash memory is basically based on serial operation, and typically, writing and reading are performed in units of a page composed of 512 bytes. Write / read data is a data latch (sense amplifier / data latch 14) connected to each bit line.
Temporarily held in.

【0005】NAND型フラッシュメモリでは、1つの
NANDストリングで構成されている単位が消去ブロッ
クを構成している。データを書き換える時には、まずブ
ロックのデータを消去し、メモリセルのデータを全て
“1”(しきい値電圧が0V以下であるD−typeの
状態)にしておき、ページ単位の書き込みで、データに
応じて選択的にメモリセルへ“0”(しきい値電圧が0
Vより高いE−typeの状態)を書き込んで行く。書
き込みを行う場合には、まずデータロードサイクルで1
ページ分の書き込みデータをデータレジスタに転送す
る。その後の書き込みフェーズで、ワード線に書き込み
電圧が与えられ、ラッチされたデータがメモリセルに書
き込まれる。
In the NAND flash memory, a unit composed of one NAND string constitutes an erase block. When rewriting the data, first erase the data in the block and set all the data in the memory cells to "1" (D-type state where the threshold voltage is 0 V or less), and write the data in page units. Accordingly, the memory cell is selectively "0" (threshold voltage is 0
The state of E-type higher than V) is written. When writing, first set 1 in the data load cycle.
The write data for the page is transferred to the data register. In the subsequent write phase, the write voltage is applied to the word line, and the latched data is written in the memory cell.

【0006】図5(a),(b)は、書き込み時にメモ
リセルに与えられる電圧関係を示している。同一ページ
のメモリセルは、物理的には同じワード線に接続されて
いるので、コントロールゲートには一斉に書き込み電圧
(Vpgm、例えば20V)が与えられる。(a)図に示
す“0”を書き込むメモリセルMCの場合には、ビット
線からドレインに0Vが与えられ、フローティングゲー
トと基板間の高い電界によってトンネル電流を発生さ
せ、フローティングゲートに電子を注入することによっ
て“0”データを書き込む。(b)図に示す書き込み禁
止、すなわち消去状態にある“1”データを保持するメ
モリセルMCの場合には、ビット線からの電圧によって
メモリセルのチャネル部の電位を10V程度の書き込み
禁止電圧に設定し、フローティングゲートと基板間の電
界を弱め、書き込みを禁止する。
FIGS. 5A and 5B show the relationship of voltages applied to the memory cells during writing. Since the memory cells on the same page are physically connected to the same word line, a write voltage (Vpgm, for example, 20V) is applied to the control gates all at once. In the case of the memory cell MC in which "0" is written as shown in (a), 0 V is applied to the drain from the bit line, a tunnel current is generated by a high electric field between the floating gate and the substrate, and electrons are injected into the floating gate. By doing so, "0" data is written. In the case of the write inhibit shown in FIG. 6B, that is, in the case of the memory cell MC holding “1” data in the erased state, the potential of the channel portion of the memory cell is set to the write inhibit voltage of about 10 V by the voltage from the bit line. Set, weaken the electric field between the floating gate and the substrate, and prohibit writing.

【0007】ところで、上記書き込み禁止電圧を発生さ
せる方法の1つとして、ローカルセルフブーストが知ら
れている。ローカルセルフブーストについては、例え
ば"ISSCC Digest of Technical Papers,pp.32-33,Feb.,
1996"に、Tae-Sung Jung等の発表がある。ローカルセル
フブーストでは、この参考文献のFigure 4に示されてい
る通り、選択ワード線を書き込み電圧Vpgm(例えば2
0V)に設定し、選択ワード線の両隣のワード線は0V
にする。その他のワード線には、パス電圧Vpass(例え
ば11V)を与える。書き込み禁止セルのビット線に
は、データラッチ回路から電源電圧Vccが与えられる。
ここで、非選択ワード線が0Vからパス電圧Vpassに持
ち上げられると、メモリセルのチャネル電位はフローテ
ィングゲートとの容量結合によって上昇する。この際、
ドレイン側のセレクトゲートの電圧関係は、ゲート=ド
レイン=Vccであるので、ソースがメモリセルのチャネ
ルとともに“Vcc−(セレクトゲートのVth)”まで
持ち上げられると、ドレイン側のセレクトゲートはカッ
トオフし、メモリセルのチャネルは最終的に7V程度ま
で上昇する。
Local self-boosting is known as one of the methods for generating the write inhibit voltage. For local self-boosting, see "ISSCC Digest of Technical Papers, pp. 32-33, Feb.,
In 1996 ", Tae-Sung Jung et al. Announced. In the local self-boosting, as shown in Figure 4 of this reference, the selected word line is applied with the write voltage Vpgm (for example, 2
0V), and the word lines on both sides of the selected word line have 0V
To A pass voltage Vpass (for example, 11V) is applied to the other word lines. The power supply voltage Vcc is applied from the data latch circuit to the bit line of the write inhibit cell.
Here, when the non-selected word line is raised from 0V to the pass voltage Vpass, the channel potential of the memory cell rises due to capacitive coupling with the floating gate. On this occasion,
Since the voltage relationship of the drain side select gate is gate = drain = Vcc, when the source is raised to "Vcc- (Vth of select gate)" together with the channel of the memory cell, the drain side select gate is cut off. The channel of the memory cell finally rises to about 7V.

【0008】選択メモリセルと隣接しているメモリセル
は消去状態にあり、D−type(ゲートが0Vでも導
通状態にある)になっているが、ドレイン側の電圧は非
選択メモリセルの容量結合によって7V程度まで持ち上
げられているため、このバックゲートバイアスによって
カットオフし、選択メモリセルのチャネルの電位はフロ
ーティングゲートとの容量結合によって10V程度まで
上昇する。この結果、フローティングゲートとチャネル
部との電界が弱まり、フローティングゲートへの電子の
注入は抑制される。つまり、メモリセルは消去状態を保
つことができる。
A memory cell adjacent to the selected memory cell is in an erased state and is in D-type (conducting even if the gate is 0V), but the voltage on the drain side is capacitively coupled to the non-selected memory cell. Since it has been raised to about 7V by this, it is cut off by this back gate bias, and the potential of the channel of the selected memory cell rises to about 10V due to capacitive coupling with the floating gate. As a result, the electric field between the floating gate and the channel portion is weakened, and the injection of electrons into the floating gate is suppressed. That is, the memory cell can maintain the erased state.

【0009】上述したようなローカルセルフブーストを
実現するためには、書き込むページのメモリセルよりビ
ット線に近い側に接続されているメモリセルは、D−t
ype、つまり消去状態であることが望まれる。この場
合、必ずソース側のメモリセルから順序を守って書き込
んで行かなければならない。しかし、NAND型フラッ
シュメモリでは、図3に示したように、512バイトの
本体領域(データ領域、すなわち本体メモリセルアレ
イ)11とは別に、16〜32バイトの冗長領域(管理
領域、すなわち冗長部メモリセルアレイ)15を用意し
ている。これら本体領域11と冗長領域15は、物理的
には同一のワード線に接続されている。
In order to realize the local self-boost as described above, the memory cell connected to the side closer to the bit line than the memory cell of the page to be written is Dt.
It is desired to be in the ype, that is, the erased state. In this case, the memory cells on the source side must always be written in order. However, in the NAND flash memory, as shown in FIG. 3, in addition to the 512-byte main body area (data area, that is, the main body memory cell array) 11, a 16-32-byte redundant area (management area, that is, redundant part memory) is used. A cell array) 15 is prepared. The body region 11 and the redundant region 15 are physically connected to the same word line.

【0010】外部のコントローラが書き込みデータを制
御する方式はいくつか考えられるが、1つの一般的な例
として1ブロック単位のデータを本体に書き込んだ後、
書き込んだデータの状態に応じて、それぞれのページの
冗長領域に管理フラグを書き込んで行く方式を考える。
この場合、冗長領域15にフラグを書き込む時には、本
体領域11のドレイン側のメモリセルが書き込まれてい
ることがあり得る。
There are several methods of controlling the write data by an external controller, but as one general example, after writing the data of one block unit to the main body,
Consider a method of writing a management flag in the redundant area of each page according to the state of the written data.
In this case, when writing the flag in the redundant region 15, the memory cell on the drain side of the body region 11 may be written.

【0011】今、図6及び図7に示すような状態を考え
る。図6は、ローカルセルフブーストを用いた追加書き
込み時に、誤書き込みが生ずる状態を示している。図7
は、上記図6に示した状態の断面図である。すなわち、
ワード線WL2に接続されているメモリセルMC2が消
去状態にあり、このワード線WL2に接続された冗長領
域15にフラグ書き込みを行う場合である。ワード線W
L2上の本体メモリセルMC2は、書き込み非選択状態
にあるので消去状態を保持しなければならない。選択ペ
ージから1つだけドレイン側にあるメモリセルMC3に
は“0”データが書き込まれており、ソースに近い側に
隣接しているメモリセルMC1は消去状態(“1”)に
あるとする。書き込み時には、各ワード線WL0〜WL
15は図6に示しているように、WL2=Vpgm、WL
1=WL3=0V、WL0=WL4,…=WL15=V
passとなる。
Now, consider the state shown in FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows a state in which erroneous writing occurs during additional writing using local self boost. Figure 7
FIG. 7 is a cross-sectional view of the state shown in FIG. 6 above. That is,
This is a case where the memory cell MC2 connected to the word line WL2 is in the erased state and the flag is written in the redundant region 15 connected to this word line WL2. Word line W
Since the main body memory cell MC2 on L2 is in the write non-selected state, it must hold the erased state. It is assumed that "0" data is written in the memory cell MC3 which is only one on the drain side from the selected page, and the memory cell MC1 which is adjacent to the side closer to the source is in the erased state ("1"). At the time of writing, each word line WL0 to WL
15 indicates WL2 = Vpgm, WL as shown in FIG.
1 = WL3 = 0V, WL0 = WL4, ... = WL15 = V
It becomes a pass.

【0012】メモリセルMC1は消去状態にあるので、
ゲート電圧が0Vであっても導通状態にある。このメモ
リセルMC1はD−typeであるので、カットオフさ
せるためには、メモリセルMC0のチャネル電位を十分
高く上昇させなければならない。しかし、ここでメモリ
セルMC0のチャネルは、パス電圧Vpassとなっている
1本のワード線WL0のみで持ち上げなければならな
い。更に、ワード線WL0はソース側のセレクトゲート
S2のドレインを形成している拡散層容量と、メモリセ
ルMC0とMC1の間の拡散層容量をも持ち上げなけれ
ばならない。しかも、セレクトゲートS2側の拡散層容
量は、ゲート電圧により0Vに抑えられているので、寄
生容量が大きくなっている。
Since the memory cell MC1 is in the erased state,
Even if the gate voltage is 0V, it is in a conductive state. Since this memory cell MC1 is D-type, the channel potential of the memory cell MC0 must be raised sufficiently high in order to cut it off. However, here, the channel of the memory cell MC0 must be lifted by only one word line WL0 having the pass voltage Vpass. Furthermore, the word line WL0 must also raise the diffusion layer capacitance forming the drain of the source side select gate S2 and the diffusion layer capacitance between the memory cells MC0 and MC1. Moreover, since the diffusion layer capacitance on the select gate S2 side is suppressed to 0 V by the gate voltage, the parasitic capacitance is large.

【0013】図8は、メモリセルMC0へ“0”が書き
込まれている場合と、“1”が書き込まれている場合の
メモリセルMC2のチャネル電位の時間的変化を示して
いる。通常の、ソース側のメモリセルから書き込むとい
う順番を守っていれば、ドレイン側のメモリセルMC3
は必ず消去状態にあるため、ワード線WL3が0Vであ
っても、ドレイン側から電荷が供給され、チャネル電位
を十分に上昇させることができる。しかし、図6に示し
た状態の場合には、ビット線BLからの電荷はメモリセ
ルMC3によって遮断されるため、チャネルの電位を上
昇させる効率が落ちる。この結果、メモリセルMC2を
書き込み禁止にすることができず、メモリセルMC2に
はデータが誤って書き込まれてしまう。
FIG. 8 shows temporal changes in the channel potential of the memory cell MC2 when "0" is written in the memory cell MC0 and when "1" is written. If the normal order of writing from the memory cell on the source side is kept, the memory cell MC3 on the drain side is
Is always in the erased state, charge can be supplied from the drain side and the channel potential can be sufficiently increased even if the word line WL3 is at 0V. However, in the case of the state shown in FIG. 6, the charge from the bit line BL is blocked by the memory cell MC3, so that the efficiency of raising the potential of the channel decreases. As a result, the memory cell MC2 cannot be write-protected, and data is erroneously written in the memory cell MC2.

【0014】なお、選択ワード線がWL3,WL4,…
とドレイン側に移動して行くと、拡散層容量に対するゲ
ートの数が増えて行くため、誤書き込みが起こり難くな
る。上記の不良が生ずるのは、ワード線WL1,WL2
に追加書き込みをする時である。
The selected word lines are WL3, WL4, ...
As the number of gates with respect to the diffusion layer capacitance increases, the erroneous writing is less likely to occur. The above-mentioned defects are caused by word lines WL1 and WL2.
It's time to write more.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の不
揮発性半導体メモリ及びその書き込み方法は、ローカル
セルフブースト方式を用いて書き込み禁止電圧を供給す
ると、書き込むメモリセルのドレイン側に、既に書き込
まれているメモリセルがある場合、メモリセルのチャネ
ル部の電位を上昇させる際に、ビット線から電荷の供給
が止められるため、書き込み禁止電圧が十分に得られ
ず、誤書き込み不良を起こしてしまうという問題があっ
た。
As described above, in the conventional nonvolatile semiconductor memory and the writing method thereof, when the write inhibit voltage is supplied by using the local self-boosting method, the data is already written on the drain side of the memory cell to be written. When there is a memory cell in which there is a memory cell, the charge supply from the bit line is stopped when the potential of the channel portion of the memory cell is raised, so that the write-inhibit voltage cannot be sufficiently obtained, which causes erroneous write failure. There was a problem.

【0016】この発明は上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、ローカルセルフ
ブースト方式を用いて書き込み非選択電圧を供給する際
に、ドレイン側に書き込まれている状態のメモリセルが
存在しても、誤書き込みせずに追加書き込みを行うこと
ができる不揮発性半導体メモリ及びその書き込み方法を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to write data on the drain side when a write non-selection voltage is supplied by using the local self-boosting method. A non-volatile semiconductor memory capable of performing additional writing without erroneous writing even if there is a memory cell in a state and a writing method thereof.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明の不揮発性半導
体メモリは、ページ単位でデータの書き込みを行うNA
ND型の不揮発性半導体メモリであって、書き込み非選
択電圧をソース線から電荷を供給しながら発生させるこ
とを特徴としている。
The nonvolatile semiconductor memory of the present invention is an NA for writing data in page units.
An ND type non-volatile semiconductor memory is characterized in that a write non-select voltage is generated while supplying charges from a source line.

【0018】また、この発明の不揮発性半導体メモリ
は、ページ単位で書き込みを行い、書き込み非選択電圧
をローカルセルフブースト方式によって発生させるNA
ND型フラッシュメモリであって、ローカルセルフブー
スト時に、NANDストリングのドレインに近い任意の
本数のワード線が選択されているときにはドレイン側の
セレクトゲートをオンさせ、ソースに近い残りの本数の
ワード線が選択されているときには、ソース側のセレク
トゲートをオンさせながらブートすることを特徴として
いる。
Further, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention is an NA for performing writing in page units and generating a write non-selection voltage by the local self-boosting method.
In an ND type flash memory, during local self-boost, when an arbitrary number of word lines near the drain of the NAND string are selected, the drain side select gate is turned on, and the remaining number of word lines near the source is turned on. When it is selected, it is characterized by booting while turning on the select gate on the source side.

【0019】更に、この発明の不揮発性半導体メモリ
は、ページ単位でデータの書き込みを行うNAND型の
不揮発性半導体メモリであって、メモリセルのチャネル
部の書き込み非選択電圧を書き込みデータによらずワー
ド線との容量結合によって発生させた後、データが書き
込み状態にあるメモリセルに対しては、チャネル電位を
選択的に書き込み電圧とすることを特徴としている。
Further, the non-volatile semiconductor memory of the present invention is a NAND-type non-volatile semiconductor memory that writes data in page units, and the write non-selection voltage of the channel portion of the memory cell does not depend on the write data. The feature is that the channel potential is selectively used as a write voltage for a memory cell in which data is in a write state after being generated by capacitive coupling with a line.

【0020】更にまた、この発明の不揮発性半導体メモ
リは、ページ単位でデータの書き込みを行うNAND型
の不揮発性半導体メモリであって、複数の不揮発性メモ
リセルの電流通路が直列に接続されたNANDストリン
グと、前記各メモリセルのコントロールゲートにそれぞ
れ接続されたワード線と、前記ワード線と交差して配置
されたビット線と、電流通路の一端が前記NANDスト
リングの一端に接続され、電流通路の他端が前記ビット
線に接続され、ゲートが第1のセレクトゲート線に接続
された第1のセレクトゲートと、ソース線と、電流通路
の一端が前記NANDストリングの他端に接続され、電
流通路の他端が前記ソース線に接続され、ゲートが第2
のセレクトゲート線に接続された第2のセレクトゲート
と、前記NANDストリングおける前記ソース線側に位
置するメモリセルに書き込み非選択電圧を印加する時
に、前記ソース線に接地電位よりも高く且つ書き込み電
圧よりも低い所定のパス電圧を与えるソース線電圧発生
回路とを具備することを特徴としている。
Furthermore, the non-volatile semiconductor memory of the present invention is a NAND-type non-volatile semiconductor memory that writes data in page units, and the current path of a plurality of non-volatile memory cells is connected in series. A string, a word line connected to the control gate of each memory cell, a bit line arranged to intersect with the word line, and one end of a current path is connected to one end of the NAND string. A first select gate having the other end connected to the bit line and a gate connected to the first select gate line, a source line, and one end of a current path connected to the other end of the NAND string The other end of is connected to the source line and the gate is connected to the second
When a write non-select voltage is applied to the second select gate connected to the select gate line and the memory cell located on the side of the source line in the NAND string, the source line is higher than the ground potential and the write voltage is higher than the ground voltage. And a source line voltage generating circuit for giving a predetermined pass voltage lower than the above.

【0021】この発明の不揮発性半導体メモリは、ペー
ジ単位で書き込みを行い、書き込み非選択電圧をローカ
ルセルフブースト方式によって発生させるNAND型フ
ラッシュメモリであって、複数の不揮発性メモリセルの
電流通路が直列に接続されたNANDストリングと、前
記各メモリセルのコントロールゲートにそれぞれ接続さ
れたワード線と、前記ワード線と交差して配置されたビ
ット線と、電流通路の一端が前記NANDストリングの
一端に接続され、電流通路の他端が前記ビット線に接続
され、ゲートが第1のセレクトゲート線に接続された第
1のセレクトゲートと、ソース線と、電流通路の一端が
前記NANDストリングの他端に接続され、電流通路の
他端が前記ソース線に接続され、ゲートが第2のセレク
トゲート線に接続された第2のセレクトゲートと、前記
ソース線に接地電位よりも高く且つ書き込み電圧よりも
低い所定の中間電圧を与えるソース線電圧発生回路とを
具備し、ローカルセルフブースト時に、前記NANDス
トリングのドレイン側のメモリセルに接続されたワード
線が選択されているときには第1のセレクトゲートをオ
ンさせてブートし、前記NANDストリングのソース側
に接続されたワード線が選択されているときには第2の
セレクトゲートをオンさせ、且つ前記ソース線電圧発生
回路から中間電圧を与えながらブートすることを特徴と
している。
The non-volatile semiconductor memory of the present invention is a NAND flash memory that performs writing in page units and generates a write non-selection voltage by a local self-boosting method, in which the current paths of a plurality of non-volatile memory cells are connected in series. Connected to the memory cell, a word line connected to the control gate of each memory cell, a bit line arranged to intersect the word line, and one end of a current path connected to one end of the NAND string. A first select gate having the other end of the current path connected to the bit line and a gate connected to the first select gate line; a source line; and one end of the current path to the other end of the NAND string. Connected, the other end of the current path is connected to the source line, and the gate is connected to the second select gate line. And a source line voltage generation circuit for applying a predetermined intermediate voltage higher than the ground potential and lower than the write voltage to the source line, and the drain of the NAND string during local self-boosting. When the word line connected to the side memory cell is selected, the first select gate is turned on to boot, and when the word line connected to the source side of the NAND string is selected, the second select gate is selected. It is characterized in that the gate is turned on and booting is performed while applying an intermediate voltage from the source line voltage generating circuit.

【0022】また、この発明の不揮発性半導体メモリ
は、ページ単位でデータの書き込みを行うNAND型の
不揮発性半導体メモリであって、複数の不揮発性メモリ
セルの電流通路が直列に接続されたNANDストリング
と、前記各メモリセルのコントロールゲートにそれぞれ
接続されたワード線と、前記ワード線と交差して配置さ
れたビット線と、電流通路の一端が前記NANDストリ
ングの一端に接続され、電流通路の他端が前記ビット線
に接続され、ゲートが第1のセレクトゲート線に接続さ
れた第1のセレクトゲートと、ソース線と、電流通路の
一端が前記NANDストリングの他端に接続され、電流
通路の他端が前記ソース線に接続され、ゲートが第2の
セレクトゲート線に接続された第2のセレクトゲート
と、前記NANDストリングおける前記ソース線側に位
置するメモリセルに書き込み非選択電圧を印加する時
に、メモリセルのチャネル部の書き込み非選択電圧を書
き込みデータによらず前記ワード線との容量結合によっ
て発生させる書き込み非選択電圧発生回路とを具備し、
前記書き込み非選択電圧発生回路により書き込み非選択
電圧を発生させた後、データが書き込み状態にあるメモ
リセルに対しては、チャネル電位を選択的に書き込み電
圧とすることを特徴としている。
The non-volatile semiconductor memory of the present invention is a NAND type non-volatile semiconductor memory that writes data in page units, and is a NAND string in which the current paths of a plurality of non-volatile memory cells are connected in series. A word line connected to the control gate of each memory cell, a bit line crossing the word line, and one end of the current path connected to one end of the NAND string. A first select gate having an end connected to the bit line and a gate connected to a first select gate line, a source line, and one end of a current path connected to the other end of the NAND string A second select gate having the other end connected to the source line and a gate connected to a second select gate line; Write non-selection voltage generated when the write non-selection voltage is applied to the memory cell located on the side of the source line in the memory cell by capacitive coupling with the word line regardless of write data. And a voltage generation circuit,
After the write non-select voltage is generated by the write non-select voltage generation circuit, the channel potential is selectively set to the write voltage for the memory cell in which the data is in the write state.

【0023】更に、この発明の不揮発性半導体メモリの
書き込み方法は、ページ単位で書き込みを行い、書き込
み非選択電圧をローカルセルフブースト方式によって発
生させるNAND型フラッシュメモリのデータ書き込み
方法であって、データロードコマンドを投入してデータ
をロードするステップと、ソース線から電荷を注入しな
がら不揮発性メモリセルのチャネル部の電位を上昇させ
るステップと、書き込みコマンドを受けて不揮発性メモ
リセルへの書き込みを行うステップとを具備することを
特徴としている。
Furthermore, the non-volatile semiconductor memory writing method of the present invention is a data writing method for a NAND flash memory in which writing is performed in page units and a write non-selection voltage is generated by a local self-boosting method. A step of inputting a command to load data, a step of increasing the potential of the channel portion of the nonvolatile memory cell while injecting charges from the source line, and a step of receiving a write command and writing to the nonvolatile memory cell It is characterized by having and.

【0024】上記のような構成並びに方法によれば、ロ
ーカルセルフブーストの際、NANDストリングのソー
ス線に近いメモリセルに対しては、メモリセルのチャネ
ル部の電位をブーストする際に、ソース線から電荷を供
給しながら書き込み非選択電圧を上昇させるので、書き
込みを禁止するのに十分な電圧を得ることができる。
According to the above-described structure and method, for the memory cell near the source line of the NAND string at the time of local self-boost, when boosting the potential of the channel portion of the memory cell, Since the write non-selection voltage is raised while supplying the charges, it is possible to obtain a voltage sufficient to inhibit the write.

【0025】従って、ローカルセルフブースト方式を用
いて書き込み禁止電圧を供給する際に、ドレイン側に書
き込まれている状態のメモリセルが存在しても、十分な
書き込み禁止電圧が得られ、誤書き込みせずに追加書き
込みを行うことができる。
Therefore, when the write inhibit voltage is supplied by using the local self-boosting method, a sufficient write inhibit voltage can be obtained even if there is a memory cell in the state of being written on the drain side, and the erroneous write operation cannot be performed. It is possible to perform additional writing without writing.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。この発明の実施の形態に
係る不揮発性半導体メモリの基本的な構成は図3及び図
4と同様であるが、NANDストリングおけるソース線
側のメモリセルに書き込み禁止電圧(書き込み非選択電
圧)を印加する時に、ソース線SLに接地電位よりも高
く且つ書き込み電圧Vpgmよりも低い所定の中間電圧
(例えば電源電圧Vdd)を与えるソース線電圧発生回路
を設けている。このソース線電圧発生回路は専用の回路
を設けても良いし、他の電圧発生回路の出力電圧を用い
るようにしても良い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The basic configuration of the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention is the same as that of FIGS. 3 and 4, but a write inhibit voltage (write non-select voltage) is applied to the memory cell on the source line side in the NAND string. At the time of writing, a source line voltage generation circuit is provided for applying a predetermined intermediate voltage (eg, power supply voltage Vdd) higher than the ground potential and lower than the write voltage Vpgm to the source line SL. This source line voltage generating circuit may be provided with a dedicated circuit, or the output voltage of another voltage generating circuit may be used.

【0027】すなわち、この発明の実施の形態に係る不
揮発性半導体メモリの書き込みシーケンスでは、NAN
Dストリング中のソース線SLよりのワード線(例えば
ワード線WL0〜WL3)に接続されたメモリセルMC
0〜MC3に書き込む時には、セレクトゲート線SGS
を選択してソース側のセレクトゲートS2をオンさせる
ことにより、初めに書き込みデータによらずソース線S
Lから電荷を注入しながらチャネルの電位を十分に上昇
させる。その後、セレクトゲート線SGDを選択してド
レイン側のセレクトゲートS1をオンさせ、ビット線B
Lが0Vになっている、データを書き込むメモリセルの
チャネルは、ビット線BLに向けて電荷を引き抜いて0
Vにする。一方、ワード線WL4〜WL15に接続され
たメモリセルMC4〜MC15への書き込みは、従来と
同じ方式を用いる。
That is, in the write sequence of the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention, the NAN
Memory cells MC connected to a word line (eg, word lines WL0 to WL3) from the source line SL in the D string
When writing to 0 to MC3, select gate line SGS
To turn on the select gate S2 on the source side, the source line S
While injecting charge from L, the potential of the channel is sufficiently increased. After that, the select gate line SGD is selected, the select gate S1 on the drain side is turned on, and the bit line B
The channel of the memory cell for writing data in which L is 0V draws out electric charges toward the bit line BL to 0.
Set to V. On the other hand, writing to the memory cells MC4 to MC15 connected to the word lines WL4 to WL15 uses the same method as the conventional one.

【0028】図1及び図2はそれぞれ、この発明の実施
の形態に係る不揮発性半導体メモリ及びその書き込み方
法についてより詳細に説明するためのもので、図1はフ
ローチャート、図2はタイミングチャートである。
FIGS. 1 and 2 are for explaining the nonvolatile semiconductor memory and the writing method thereof according to the embodiment of the present invention in more detail. FIG. 1 is a flowchart and FIG. 2 is a timing chart. .

【0029】図1のフローチャートに示すように、書き
込みに際して、まずデータロードコマンドを投入してデ
ータラッチ(図3のセンスアンプ/データラッチ14)
へのデータのロードを開始する(STEP1)。このデ
ータロードの開始時に、内部タイマをスタートさせる
(STEP2)。次に、書き込みデータによらずに、ソ
ース線SLに電源電圧Vddを印加し、このソース線SL
から電荷を注入しながらメモリセルMC0,MC1,M
C2のチャネルの電位を十分に上昇させる(STEP
3)。その後、書き込みコマンドの確認を行い(STE
P4)、内部タイマがセット時間に達したか否かを判定
する(STEP5)。この際、データの数が少ない場合
には、上記内部タイマで規定された時間だけ待ち、メモ
リセルMC0,MC1,MC2のチャネル部を十分な電
圧に上昇させる。そして、書き込みコマンドが確認さ
れ、且つ内部タイマがセット時間に達したと判定された
ときに、上記書き込みコマンドを受けてメモリセルへの
書き込みを開始する(STEP6)。書き込みを行った
後、書き込みベリファイを行い(STEP7)、書き込
みが十分か否か判定する。書き込みが十分な場合(ベリ
ファイパス)には書き込みを終了し、不十分な場合には
書き込み回数PCが所定の回数maxに達しているか否
かを判定する(STEP9)。書き込みが不十分で且つ
書き込み回数PCが所定の回数maxに達していない場
合(PC<max)には、STEP6に戻ってメモリセ
ルへの追加書き込みを行う。同様な動作を繰り返し、書
き込みが十分に行われたと判定されると書き込み動作を
終了する。また、書き込み回数PCが所定の回数max
(例えば10回)に達した(PC≧max)にも拘わら
ず、充分な書き込みが行われていない場合には、書き込
み不良と判定してやはり書き込み動作を終了する(ST
EP10)。
As shown in the flow chart of FIG. 1, at the time of writing, a data load command is first input to perform data latch (sense amplifier / data latch 14 in FIG. 3).
The loading of data into the memory is started (STEP 1). At the start of this data loading, the internal timer is started (STEP 2). Next, the power supply voltage Vdd is applied to the source line SL regardless of the write data, and the source line SL
Memory cells MC0, MC1, M while injecting charges from
Sufficiently raise the potential of the C2 channel (STEP
3). After that, the write command is confirmed (STE
P4), it is determined whether the internal timer has reached the set time (STEP 5). At this time, when the number of data is small, the channel section of the memory cells MC0, MC1, MC2 is raised to a sufficient voltage by waiting for the time defined by the internal timer. Then, when the write command is confirmed and it is determined that the internal timer has reached the set time, the write command is received to start writing to the memory cell (STEP 6). After writing, write verify is performed (STEP 7) to determine whether the writing is sufficient. When the writing is sufficient (verify pass), the writing is ended, and when the writing is insufficient, it is determined whether or not the number of times of writing PC has reached a predetermined number of times max (STEP 9). When the writing is insufficient and the number of times of writing PC has not reached the predetermined number of times max (PC <max), the process returns to STEP 6 to perform additional writing to the memory cell. The same operation is repeated, and when it is determined that the writing has been sufficiently performed, the writing operation ends. Also, the number of writings PC is a predetermined number of times max.
If sufficient writing is not performed despite reaching (for example, 10 times) (PC ≧ max), it is determined that writing has failed, and the writing operation is also ended (ST.
EP10).

【0030】図2に示すタイミングチャートは、データ
ラッチへの書き込みデータのロードが終了し、メモリセ
ルへの書き込みを行う書き込みコマンドが投入されたタ
イミング(STEP3)から始めている。ソース線SL
には電源電圧Vccが与えられている。従来の書き込み方
式では、ソース側のセレクトゲートS2はオフされてい
るが、微細化に伴うセレクトゲートS2のパンチスルー
を防止するために、電源電圧Vccが与えられている。
The timing chart shown in FIG. 2 starts from the timing (STEP 3) when the loading of the write data into the data latch is completed and the write command for writing into the memory cell is input. Source line SL
Is supplied with a power supply voltage Vcc. In the conventional write method, the select gate S2 on the source side is turned off, but the power supply voltage Vcc is applied to prevent punch through of the select gate S2 due to miniaturization.

【0031】図2の例では、書き込みの高速化を図るた
め、データロード中にソース線SLを電源電圧Vccにし
ている。書き込みコマンドが投入された後、まずセレク
トゲート線SGSを選択してソース線SL側のセレクト
ゲートS2をオンさせる(t0)。その後、非選択ワー
ド線WL(unselect)にパス電圧Vpassを与え(t1)、
非選択メモリセルのチャネル部の電位Vchannelがある
程度上昇したタイミングを見計らって選択ワード線WL
n(select)を書き込み電圧Vpgmに上昇させる(t
2)。選択メモリセルよりもソース側にあるメモリセル
は、ソース線SLから電荷を供給しながらブートするこ
とができるので、十分にチャネル電位を上昇させること
ができる。ドレイン側にある非選択メモリセルに対して
は、寄生容量に対するワード線の数が多いので、こちら
もチャネル電位を十分に上昇させることができる。メモ
リセルのチャネル電位Vchannelを十分に上昇させるだ
けの時間を待ってから(t3)、ソース側のセレクトゲ
ートS2はカットオフし、ドレイン側のセレクトゲート
S1のゲートにハイレベルを与える(t4)。書き込み
禁止データがロードされており、ビット線BLが電源電
圧Vccになっている場合には、メモリセル部のチャネル
が7V程度の高い電位に上昇しているので、ドレイン側
のセレクトゲートS1はオンせず、書き込み禁止状態を
保つことができる。
In the example of FIG. 2, the source line SL is set to the power supply voltage Vcc during data loading in order to speed up writing. After the write command is input, the select gate line SGS is first selected and the select gate S2 on the source line SL side is turned on (t0). Then, the pass voltage Vpass is applied to the unselected word line WL (unselect) (t1),
In consideration of the timing when the potential Vchannel of the channel portion of the non-selected memory cell rises to some extent, the selected word line WL
Increase n (select) to the write voltage Vpgm (t
2). Since the memory cell on the source side of the selected memory cell can be booted while supplying the charge from the source line SL, the channel potential can be sufficiently raised. With respect to the non-selected memory cell on the drain side, since the number of word lines with respect to the parasitic capacitance is large, the channel potential can be sufficiently increased also here. After waiting for a sufficient time to increase the channel potential Vchannel of the memory cell (t3), the source side select gate S2 is cut off and a high level is applied to the drain side select gate S1 (t4). When the write-inhibit data is loaded and the bit line BL is at the power supply voltage Vcc, the channel of the memory cell portion has risen to a high potential of about 7V, so the drain side select gate S1 is turned on. Without doing so, the write protected state can be maintained.

【0032】一方、書き込みデータがロードされている
場合には、セレクトゲートS1はオンし、チャネル部の
電位Vchannelは0Vに低下される。結果的に、メモリ
セルのチャネル部の電位Vchannelは書き込みデータに
したがって制御され、従来の場合と同様に書き込みを行
える。その後、セレクトゲート線SGD、選択ワード線
WLn(select)及び非選択ワード線WL(unselect)をそ
れぞれロウレベルに設定する(t5)。
On the other hand, when the write data is loaded, the select gate S1 is turned on and the potential Vchannel of the channel portion is lowered to 0V. As a result, the potential Vchannel of the channel portion of the memory cell is controlled according to the write data, and writing can be performed as in the conventional case. After that, the select gate line SGD, the selected word line WLn (select), and the non-selected word line WL (unselect) are set to the low level (t5).

【0033】上述したようなソース線SLから電荷を供
給しながらメモリセルのチャネル部の電位を上昇させる
動作は、書き込みデータによらないので、データロード
サイクル中に並行して行うことができ、書き込み時間を
長くすることはない。
Since the operation of raising the potential of the channel portion of the memory cell while supplying the electric charge from the source line SL as described above does not depend on the write data, it can be performed in parallel during the data load cycle. It doesn't lengthen the time.

【0034】上記のような構成並びに方法によれば、ロ
ーカルセルフブーストの際、NANDストリングのソー
ス線SLに近いメモリセルMC0,MC1,MC2に対
しては、メモリセルMC0,MC1,MC2のチャネル
部の電位をブーストする際の電荷を、ソース線SLから
供給しながら書き込み禁止電圧(非選択電圧)を上昇さ
せるので、書き込みを禁止するのに十分な電圧を得るこ
とができる。
According to the above configuration and method, in the local self-boost, for the memory cells MC0, MC1 and MC2 close to the source line SL of the NAND string, the channel portions of the memory cells MC0, MC1 and MC2 are provided. Since the write inhibit voltage (non-selection voltage) is increased while supplying the electric charges for boosting the potential of 1 from the source line SL, a voltage sufficient to inhibit the write can be obtained.

【0035】また、内部タイマを用いてメモリセルMC
0,MC1,MC2のチャネル部の電位を上昇させるの
で、データ数が少ない場合にも十分な電圧が得られる。
In addition, the memory cell MC using the internal timer
Since the potentials of the channel portions of 0, MC1 and MC2 are raised, a sufficient voltage can be obtained even when the number of data is small.

【0036】更に、規定の書き込み回数に達しても、充
分な書き込みが行われていない場合には、書き込み不良
と判定して書き込み動作を終了するので、無駄な書き込
み動作を繰り返すこともない。
Furthermore, even if the prescribed number of times of writing has been reached, if sufficient writing has not been performed, it is determined that the writing is defective and the writing operation is terminated, so that useless writing operation is not repeated.

【0037】従って、ローカルセルフブースト方式を用
いて書き込み禁止電圧を供給する際に、ドレイン側に書
き込まれている状態のメモリセルが存在しても、十分な
書き込み禁止電圧が得られ、誤書き込みせずに追加書き
込みを行うことができる。
Therefore, when the write inhibit voltage is supplied by using the local self-boosting method, a sufficient write inhibit voltage can be obtained even if there is a memory cell in the state of being written on the drain side, and the erroneous write operation is prevented. It is possible to perform additional writing without writing.

【0038】以上実施の形態を用いてこの発明の説明を
行ったが、この発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種
々に変形することが可能である。また、上記実施の形態
には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数
の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出
され得る。例えば実施の形態に示される全構成要件から
いくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しよう
とする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決で
き、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも
1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構
成が発明として抽出され得る。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention at the implementation stage. It is possible. In addition, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all constituent elements shown in the embodiment, at least one of the problems described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and it is described in the section of the effect of the invention. When at least one of the effects described above is obtained, a configuration in which this constituent element is deleted can be extracted as an invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ローカルセルフブーストを用いて書き込み非選択電
圧を供給する際に、ドレイン側に書き込まれている状態
のメモリセルが存在しても、誤書き込みせずに追加書き
込みを行うことができる不揮発性半導体メモリ及びその
書き込み方法が得られる。
As described above, according to the present invention, even when there is a memory cell which is written on the drain side when the write non-selection voltage is supplied by using the local self boost, A non-volatile semiconductor memory capable of performing additional writing without erroneous writing and a writing method thereof can be obtained.

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

【図1】この発明の実施の形態に係る不揮発性半導体メ
モリ及びその書き込み方法について説明するためのフロ
ーチャート。
FIG. 1 is a flowchart for explaining a nonvolatile semiconductor memory and a writing method thereof according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施の形態に係る不揮発性半導体メ
モリ及びその書き込み方法について説明するためのタイ
ミングチャート。
FIG. 2 is a timing chart for explaining a nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention and a writing method thereof.

【図3】従来及びこの発明の実施の形態に係るNAND
型フラッシュメモリの概略構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a NAND according to the related art and an embodiment of the present invention.
Block diagram showing a schematic configuration of a flash memory.

【図4】従来及びこの発明の実施の形態に係るNAND
型フラッシュメモリのメモリセル構成を示す回路図。
FIG. 4 is a NAND according to the related art and an embodiment of the present invention.
Diagram showing the memory cell configuration of the flash memory.

【図5】書き込み時にメモリセルに与えられる電圧関係
について説明するためのもので、(a)図は“0”を書
き込むメモリセルの場合、(b)図は書き込み禁止、す
なわち消去状態である“1”データを保持するメモリセ
ルの場合をそれぞれ示す図。
5A and 5B are for explaining a voltage relationship applied to a memory cell at the time of writing. FIG. 5A is a memory cell in which "0" is written, and FIG. 5B is a write-inhibited state, that is, an erased state. The figure which shows each case in the case of a memory cell holding 1 "data.

【図6】ローカルセルフブーストを用いた従来の追加書
き込み時に、誤書き込みが生ずるメモリセルの状態につ
いて説明するための回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram for explaining a state of a memory cell in which erroneous writing occurs at the time of conventional additional writing using local self boost.

【図7】図6に示した回路における断面構成図。7 is a cross-sectional configuration diagram of the circuit shown in FIG.

【図8】誤書き込み不良が発生する状態の、書き込み非
選択状態がブートされていく時間経過について説明する
ためのもので、メモリセルMC0が“0”である場合と
“1”である場合のメモリセルMC2のチャネル電位の
時間的変化を示す図。
FIG. 8 is a diagram for explaining a time lapse of booting a write non-selected state in a state where an erroneous write failure occurs, in the case where the memory cell MC0 is “0” and the memory cell MC is “1”. FIG. 11 is a diagram showing a temporal change in the channel potential of the memory cell MC2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…本体メモリセルアレイ(本体領域) 12…ロウデコーダ 13…カラムデコーダ 14…データラッチ/センスアンプ 15…冗長部メモリセルアレイ(冗長領域) 16…冗長部カラムデコーダ 17…冗長部データラッチ/センスアンプ MC0〜MC15…メモリセル S1…セレクトゲート(第1のセレクトゲート) S2…セレクトゲート(第2のセレクトゲート) WL0〜WL15…ワード線 WLn(select)…選択ワード線 WL(unselect)…非選択ワード線 SGD…セレクトゲート線 SGS…セレクトゲート線 BL,BLn,BLn+1…ビット線 SL…ソース線 Vcc,Vdd…電源電圧 Vpgm…書き込み電圧 Vpass…パス電圧 Vchannel…チャネル電位 11 ... Main body memory cell array (main body area) 12 ... Row decoder 13 ... Column decoder 14 ... Data latch / sense amplifier 15 ... Redundant memory cell array (redundant area) 16 ... Redundant column decoder 17 ... Redundant data latch / sense amplifier MC0 to MC15 ... Memory cells S1 ... Select gate (first select gate) S2 ... Select gate (second select gate) WL0 to WL15 ... Word line WLn (select) ... Selected word line WL (unselect) ... Unselected word line SGD ... Select gate line SGS ... Select gate line BL, BLn, BLn + 1 ... Bit line SL ... Source line Vcc, Vdd ... Power supply voltage Vpgm ... programming voltage Vpass ... pass voltage Vchannel ... Channel potential

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/788 H01L 27/10 434 29/792 29/78 371 Fターム(参考) 5B025 AC01 AD04 AD09 AE00 5F083 EP02 EP23 EP33 EP34 EP76 ER03 ER09 ER22 ER23 GA15 5F101 BA01 BB05 BC01 BD22 BD34 BE05 BE07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/788 H01L 27/10 434 29/792 29/78 371 F term (reference) 5B025 AC01 AD04 AD09 AE00 5F083 EP02 EP23 EP33 EP34 EP76 ER03 ER09 ER22 ER23 GA15 5F101 BA01 BB05 BC01 BD22 BD34 BE05 BE07

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ページ単位でデータの書き込みを行うN
AND型の不揮発性半導体メモリであって、 書き込み非選択電圧をソース線から電荷を供給しながら
発生させることを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
1. N for writing data in page units
An AND-type non-volatile semiconductor memory, wherein a non-writing voltage for writing is generated while supplying charges from a source line.
【請求項2】 ページ単位で書き込みを行い、書き込み
非選択電圧をローカルセルフブースト方式によって発生
させるNAND型フラッシュメモリであって、 ローカルセルフブースト時に、NANDストリングのド
レインに近い任意の本数のワード線が選択されていると
きにはドレイン側のセレクトゲートをオンさせ、ソース
に近い残りの本数のワード線が選択されているときに
は、ソース側のセレクトゲートをオンさせながらブート
することを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
2. A NAND flash memory that performs writing in page units and generates a write non-selection voltage by a local self-boosting method, wherein at the time of local self-boosting, an arbitrary number of word lines near the drain of a NAND string are Non-volatile semiconductor memory characterized in that when selected, the select gate on the drain side is turned on, and when the remaining number of word lines close to the source is selected, the select gate on the source side is turned on to boot. .
【請求項3】 ページ単位でデータの書き込みを行うN
AND型の不揮発性半導体メモリであって、 メモリセルのチャネル部の書き込み非選択電圧を書き込
みデータによらずワード線との容量結合によって発生さ
せた後、データが書き込み状態にあるメモリセルに対し
ては、チャネル電位を選択的に書き込み電圧とすること
を特徴とする不揮発性半導体メモリ。
3. N for writing data in page units
An AND type non-volatile semiconductor memory, in which a write non-select voltage of a channel portion of a memory cell is generated by capacitive coupling with a word line regardless of write data, and then data is written to a memory cell Is a nonvolatile semiconductor memory characterized in that a channel potential is selectively used as a write voltage.
【請求項4】 ページ単位でデータの書き込みを行うN
AND型の不揮発性半導体メモリであって、 複数の不揮発性メモリセルの電流通路が直列に接続され
たNANDストリングと、 前記各メモリセルのコントロールゲートにそれぞれ接続
されたワード線と、 前記ワード線と交差して配置されたビット線と、 電流通路の一端が前記NANDストリングの一端に接続
され、電流通路の他端が前記ビット線に接続され、ゲー
トが第1のセレクトゲート線に接続された第1のセレク
トゲートと、 ソース線と、 電流通路の一端が前記NANDストリングの他端に接続
され、電流通路の他端が前記ソース線に接続され、ゲー
トが第2のセレクトゲート線に接続された第2のセレク
トゲートと、 前記NANDストリングおける前記ソース線側に位置す
るメモリセルに書き込み非選択電圧を印加する時に、前
記ソース線に接地電位よりも高く且つ書き込み電圧より
も低い所定の中間電圧を与えるソース線電圧発生回路と
を具備することを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
4. N for writing data in page units
An AND-type non-volatile semiconductor memory, wherein a NAND string in which current paths of a plurality of non-volatile memory cells are connected in series, a word line connected to a control gate of each memory cell, and the word line A bit line that is arranged to intersect with one another, one end of the current path is connected to one end of the NAND string, the other end of the current path is connected to the bit line, and the gate is connected to the first select gate line. One select gate, a source line, and one end of the current path is connected to the other end of the NAND string, the other end of the current path is connected to the source line, and the gate is connected to the second select gate line. When a write non-select voltage is applied to the second select gate and the memory cell located on the source line side in the NAND string, A non-volatile semiconductor memory, comprising: a source line voltage generation circuit for applying a predetermined intermediate voltage higher than a ground potential and lower than a write voltage to the source line.
【請求項5】 ページ単位で書き込みを行い、書き込み
非選択電圧をローカルセルフブースト方式によって発生
させるNAND型フラッシュメモリであって、 複数の不揮発性メモリセルの電流通路が直列に接続され
たNANDストリングと、 前記各メモリセルのコントロールゲートにそれぞれ接続
されたワード線と、 前記ワード線と交差して配置されたビット線と、 電流通路の一端が前記NANDストリングの一端に接続
され、電流通路の他端が前記ビット線に接続され、ゲー
トが第1のセレクトゲート線に接続された第1のセレク
トゲートと、 ソース線と、 電流通路の一端が前記NANDストリングの他端に接続
され、電流通路の他端が前記ソース線に接続され、ゲー
トが第2のセレクトゲート線に接続された第2のセレク
トゲートと、 前記ソース線に接地電位よりも高く且つ書き込み電圧よ
りも低い所定の中間電圧を与えるソース線電圧発生回路
とを具備し、 ローカルセルフブースト時に、前記NANDストリング
のドレイン側のメモリセルに接続されたワード線が選択
されているときには第1のセレクトゲートをオンさせて
ブートし、前記NANDストリングのソース側のメモリ
セルに接続されたワード線が選択されているときには第
2のセレクトゲートをオンさせ、且つ前記ソース線電圧
発生回路から中間電圧を与えながらブートすることを特
徴とする不揮発性半導体メモリ。
5. A NAND flash memory that performs writing in page units and generates a write non-selection voltage by a local self-boosting method, and a NAND string in which current paths of a plurality of nonvolatile memory cells are connected in series. A word line connected to the control gate of each of the memory cells, a bit line arranged to intersect the word line, one end of the current path connected to one end of the NAND string, and the other end of the current path Is connected to the bit line, the gate is connected to the first select gate line, the first select gate, the source line, and one end of the current path is connected to the other end of the NAND string. A second select gate whose end is connected to the source line and whose gate is connected to a second select gate line; A word line connected to the memory cell on the drain side of the NAND string at the time of local self-boosting, the source line voltage generating circuit applying a predetermined intermediate voltage higher than the ground potential and lower than the write voltage to the source line. When the line is selected, the first select gate is turned on to boot, and when the word line connected to the memory cell on the source side of the NAND string is selected, the second select gate is turned on, and A non-volatile semiconductor memory, which boots while applying an intermediate voltage from the source line voltage generating circuit.
【請求項6】 ページ単位でデータの書き込みを行うN
AND型の不揮発性半導体メモリであって、 複数の不揮発性メモリセルの電流通路が直列に接続され
たNANDストリングと、 前記各メモリセルのコントロールゲートにそれぞれ接続
されたワード線と、 前記ワード線と交差して配置されたビット線と、 電流通路の一端が前記NANDストリングの一端に接続
され、電流通路の他端が前記ビット線に接続され、ゲー
トが第1のセレクトゲート線に接続された第1のセレク
トゲートと、 ソース線と、 電流通路の一端が前記NANDストリングの他端に接続
され、電流通路の他端が前記ソース線に接続され、ゲー
トが第2のセレクトゲート線に接続された第2のセレク
トゲートと、 前記NANDストリングおける前記ソース線側に位置す
るメモリセルに書き込み非選択電圧を印加する時に、メ
モリセルのチャネル部の書き込み非選択電圧を書き込み
データによらず前記ワード線との容量結合によって発生
させる書き込み非選択電圧発生回路とを具備し、 前記書き込み非選択電圧発生回路により書き込み非選択
電圧を発生させた後、データが書き込み状態にあるメモ
リセルに対しては、チャネル電位を選択的に書き込み電
圧とすることを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
6. N for writing data in page units
An AND-type non-volatile semiconductor memory, wherein a NAND string in which current paths of a plurality of non-volatile memory cells are connected in series, a word line connected to a control gate of each memory cell, and the word line A bit line that is arranged to intersect with one another, one end of the current path is connected to one end of the NAND string, the other end of the current path is connected to the bit line, and the gate is connected to the first select gate line. One select gate, a source line, and one end of the current path is connected to the other end of the NAND string, the other end of the current path is connected to the source line, and the gate is connected to the second select gate line. When a write non-select voltage is applied to the second select gate and the memory cell located on the source line side in the NAND string, And a write non-selection voltage generation circuit for generating a write non-selection voltage of the channel portion of the memory cell by capacitive coupling with the word line regardless of write data, and the write non-selection voltage generation circuit generates the write non-selection voltage. A non-volatile semiconductor memory characterized by selectively setting a channel potential as a write voltage with respect to a memory cell in which data is in a written state.
【請求項7】 ページ単位で書き込みを行い、書き込み
非選択電圧をローカルセルフブースト方式によって発生
させるNAND型フラッシュメモリのデータ書き込み方
法であって、 データロードコマンドを投入してデータをロードするス
テップと、 ソース線から電荷を注入しながら不揮発性メモリセルの
チャネル部の電位を上昇させるステップと、 書き込みコマンドを受けて不揮発性メモリセルへの書き
込みを行うステップとを具備することを特徴とする不揮
発性半導体メモリの書き込み方法。
7. A data writing method for a NAND flash memory, which performs writing in page units and generates a write non-selection voltage by a local self-boosting method, comprising the step of inputting a data load command and loading data. A non-volatile semiconductor comprising: a step of increasing a potential of a channel portion of a non-volatile memory cell while injecting charges from a source line; and a step of receiving a write command and writing to the non-volatile memory cell. How to write memory.
【請求項8】 前記不揮発性メモリセルのチャネル部の
電位を上昇させるステップは、ソース線に近いメモリセ
ルに接続されたワード線が選択されているときには、ソ
ース線側のセレクトゲートをオンさせ、非選択ワード線
に中間電圧を与え、非選択メモリセルのチャネル部の電
位が所定値上昇したタイミングで選択ワード線に書き込
み電圧を与えることにより行われることを特徴とする請
求項7に記載の不揮発性半導体メモリの書き込み方法。
8. The step of raising the potential of the channel portion of the non-volatile memory cell, when a word line connected to a memory cell near the source line is selected, turning on a select gate on the source line side, 8. The nonvolatile memory according to claim 7, wherein the non-selected word line is provided with an intermediate voltage, and the write voltage is applied to the selected word line at a timing when the potential of the channel portion of the non-selected memory cell rises by a predetermined value. Writing method for flexible semiconductor memory.
【請求項9】 前記データをロードするステップにおい
て、データのロード開始時にタイマをスタートさせ、前
記メモリセルのチャネル部の電位を上昇させるステップ
の時間を規定することを特徴とする請求項7または8に
記載の不揮発性半導体メモリの書き込み方法。
9. The method according to claim 7, wherein in the step of loading the data, a timer is started at the start of loading the data, and the time of the step of raising the potential of the channel portion of the memory cell is defined. A method for writing to a non-volatile semiconductor memory according to item 1.
【請求項10】 前記書き込みを行うステップの後に、
書き込みベリファイを行うステップを更に具備し、書き
込みが不十分なときに前記書き込みを行うステップに戻
って追加書き込みを行うことを特徴とする請求項7乃至
9いずれか1つの項に記載の不揮発性半導体メモリの書
き込み方法。
10. After the step of performing the writing,
10. The non-volatile semiconductor according to claim 7, further comprising a write verify step, wherein when the write is insufficient, the additional write is performed by returning to the write step. How to write memory.
【請求項11】 前記書き込みベリファイを行うステッ
プにおいて、書き込み回数をカウントし、書き込み回数
が規定数に達しても書き込みが不十分なときには、書き
込み不良として終了することを特徴とする請求項7乃至
10いずれか1つの項に記載の不揮発性半導体メモリの
書き込み方法。
11. The method according to claim 7, wherein in the step of performing the write verification, the number of times of writing is counted, and when the number of times of writing reaches a prescribed number and writing is insufficient, the writing ends as a writing failure. The method for writing to a nonvolatile semiconductor memory according to any one of the items.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008300019A (en) * 2007-06-04 2008-12-11 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2011076715A (en) * 2007-02-07 2011-04-14 Mosaid Technologies Inc Source side asymmetrical precharge programming system

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