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JP2007257748A - Nonvolatile storage device - Google Patents

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JP2007257748A
JP2007257748A JP2006081860A JP2006081860A JP2007257748A JP 2007257748 A JP2007257748 A JP 2007257748A JP 2006081860 A JP2006081860 A JP 2006081860A JP 2006081860 A JP2006081860 A JP 2006081860A JP 2007257748 A JP2007257748 A JP 2007257748A
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erase
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Withdrawn
Application number
JP2006081860A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Sonoyama
浩史 園山
Shusaku Miyata
修作 宮田
Kazuto Izawa
和人 伊澤
Kazunori Furusawa
和則 古沢
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Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile storage device which can reduce an apparent variation in threshold voltage due to capacitive coupling among nonvolatile memory cells. <P>SOLUTION: The nonvolatile storage device is provided with a memory array, a data buffer and a control circuit. The memory array is provided with a plurality of sections (SECs) which have a plurality of erasing and writing units (BLKs) that respectively have a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells. In response to a rewrite instruction for storage information, the erasing and writing order for the erasing and writing units in the storage section to be rewriten is controlled in one direction to the arrangement order of the erasing and writing units. Thus, an influence of capacitive coupling on the variation of threshold voltage can be limited to only influence from adjacent one direction. Since a previous unit adjacent to the unit in one direction is erased first, the influence from the adjacent one direction can be limited only for writing. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、隣接する不揮発性メモリセルのフローティングゲート間における容量性カップリングによる閾値電圧の変動を抑制する技術に関し、例えば1個の不揮発性メモリセルに4値の情報を記憶可能なフラッシュメモリに適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a technique for suppressing fluctuations in threshold voltage due to capacitive coupling between floating gates of adjacent nonvolatile memory cells. For example, the invention relates to a flash memory capable of storing four-value information in one nonvolatile memory cell. It is related to effective technology.

フラッシュメモリに対する大容量化及び低ビットコスト化の要求によってフラッシュメモリセルの情報記憶形態は2値から4値に代表される多値へと移っている。4値方式では所定の電圧レンジの中に4種類の閾値電圧が狭帯化して分布される。閾値電圧分布と読出しワード線レベルとの間には一定のマージンを確保し、僅かな閾値電圧の変動に対しては読出し誤動作を生じないようにされる。4値記憶を行うフラッシュメモリについて記載された文献の例として特許文献1がある。   Due to demands for large capacity and low bit cost for flash memory, the information storage form of flash memory cells has shifted from binary to multilevel, represented by four values. In the quaternary method, four types of threshold voltages are narrowed and distributed in a predetermined voltage range. A certain margin is ensured between the threshold voltage distribution and the read word line level, so that a read malfunction does not occur for slight threshold voltage fluctuations. Patent Document 1 is an example of a document that describes a flash memory that performs four-value storage.

特開平10−106276号公報JP-A-10-106276

フローティングゲート型の不揮発性メモリセルの場合、導電性のフローティングゲートは酸化シリコン等で相互に絶縁されているが、前後左右で相隣り合うフローティングゲートは容量性カップリングされる。したがって、書込み動作においてフローティングゲートに電子が注入されてその閾値電圧が変化されると、それによるフローティングゲートの電位変化は、これに容量結合する別のフローティングゲートの電位を変化させる。これによって当該別のフローティングゲートを持つ不揮発性メモリセルの閾値電圧が見掛け上変化されることになる。集積度向上によって素子が微細化されると、メモリアレイにおける不揮発性メモリセルの間隔が狭くなり、其れによってフローティングゲート間の容量が相対的に大きくなることにより、隣接メモリセル間の容量性カップリングによってメモリセルの閾値電圧制御が実質的に不可能になる虞のあることが本発明者によって見出された。例えば、ワード線単位で消去及び書き込みが行われる場合、あるワード線に隣接する一方のワード線を単位として書き込みが行なわれ、次に、当該ワード線に隣接する他方のワード線を単位として書き込みが行なわれるとすると、両側のワード線の不揮発性メモリセルが前後して書込み動作されることによってその間の不揮発性メモリセルの閾値電圧が容量性カップリングによって何回も不所望に変動され、その閾値電圧が読出しワード線レベルに対して隣の閾値電圧分布に入ってしまう虞がある。このままでは、最小加工寸法が小さくされるに従って、そのような隣接メモリセル間の干渉により分布間の読出しマージンを採ることが実質的に困難になると予想される。   In the case of a floating gate type non-volatile memory cell, conductive floating gates are insulated from each other by silicon oxide or the like, but floating gates adjacent to each other in front, rear, left, and right are capacitively coupled. Therefore, when electrons are injected into the floating gate in the write operation and the threshold voltage is changed, the potential change of the floating gate caused thereby changes the potential of another floating gate that is capacitively coupled thereto. This apparently changes the threshold voltage of the nonvolatile memory cell having the other floating gate. When the elements are miniaturized due to the increase in the degree of integration, the interval between the non-volatile memory cells in the memory array is narrowed, and thereby the capacitance between the floating gates is relatively increased, so that the capacitive cup between adjacent memory cells is increased. It has been found by the present inventor that the ring may make it impossible to control the threshold voltage of the memory cell. For example, when erasing and writing are performed in units of word lines, writing is performed in units of one word line adjacent to a certain word line, and then writing is performed in units of the other word line adjacent to the word line. If this is performed, the nonvolatile memory cells of the word lines on both sides are written back and forth, so that the threshold voltage of the nonvolatile memory cells between them is undesirably changed many times by capacitive coupling, There is a risk that the voltage will enter the threshold voltage distribution adjacent to the read word line level. In this state, as the minimum processing size is reduced, it is expected that it becomes substantially difficult to take a read margin between distributions due to such interference between adjacent memory cells.

本発明の目的は、不揮発性メモリセル間の容量性カップリングによる閾値電圧の見掛け上の変動を低減可能な不揮発性記憶装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device that can reduce the apparent variation of the threshold voltage due to capacitive coupling between nonvolatile memory cells.

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。   The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

〔1〕《一方向書換え》
本発明に係る不揮発性記憶装置は、メモリアレイ(2)とデータバッファ(4)と制御回路(11、22)を有する。前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセル(MC)を夫々有する消去及び書込み単位(BLK)を複数単位備えた複数の記憶区画(SEC)を有する。前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線(WL)を共有する。前記制御回路は、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされる記憶区画における消去及び書込み単位に対する消去及び書き込みの順序を、消去及び書込み単位の配列順序に対して一方向に制御し、書込みを行なうときは当該書込み対象単位の前記一方向先方に隣接する単位を先に消去するものとする書換え制御を行う。
[1] << One-way rewriting >>
The nonvolatile memory device according to the present invention includes a memory array (2), a data buffer (4), and a control circuit (11, 22). The memory array has a plurality of storage partitions (SEC) having a plurality of erase and write units (BLK) each having a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells (MC). Nonvolatile memory cells included in the erase and write units share a word line (WL) connected to their selection terminals. In response to the rewrite instruction of the storage information, the control circuit controls the erasure and write order for the erase and write units in the storage partition to be rewritten in one direction with respect to the arrangement order of the erase and write units. When writing is performed, rewrite control is performed so that the unit adjacent to the one-way ahead of the unit to be written is erased first.

上記した手段によれば、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされる記憶区画(SEC)における消去及び書込み単位(BLK)に対する消去及び書き込みの順序を、消去及び書込み単位の配列順序に対して一方向に制御することにより、閾値電圧を変動させ得る容量性カップリングの影響を、隣接する一方向からの影響に限定することが可能になる。更に、書込みを行なうときは当該書込み対象単位の前記一方向先方に隣接する単位を先に消去するから、隣接する一方向からの影響を書き込みに限定することができる。これにより、不揮発性メモリセル間の容量性カップリングによる閾値電圧の見掛け上の変動を低減可能になる。   According to the above-described means, in response to the rewrite instruction of the storage information, the order of erasure and write with respect to the erase and write unit (BLK) in the storage partition (SEC) to be rewritten is changed to the arrangement order of the erase and write unit. By controlling in one direction, it is possible to limit the influence of capacitive coupling that can vary the threshold voltage to the influence from one adjacent direction. Furthermore, when writing is performed, the unit adjacent to the one direction ahead of the unit to be written is erased first, so that the influence from the adjacent one direction can be limited to writing. This makes it possible to reduce the apparent variation of the threshold voltage due to capacitive coupling between the nonvolatile memory cells.

《別区画へ書換え》本発明の具体的な一つの形態として、前記制御回路は書換え先を別の記憶区画とする制御を行なうとき、当該別の記憶区画を書き換え元記憶区画の記憶情報を用いて一括で書き換え、書換え元の記憶区画と書換え先の記憶区画とのアドレス配置を入れ換える。   <Rewriting to another partition> As a specific form of the present invention, when the control circuit performs control to set the rewriting destination as another storage partition, the storage information of the rewriting source storage partition is used as the other storage partition. Then, the address arrangement of the rewrite source storage partition and the rewrite destination storage partition is exchanged.

《同一区画で書換え》本発明の具体的な別の形態として、前記制御回路は書換え先を書換え元と同一の記憶区画とする制御を行なうとき、当該書換え元の記憶区画全体の書き換えを行ない、前記先に消去される単位に保存すべきデータがあるときは前記消去前にそのデータを前記データバッファに退避し、退避したデータを、一方向先方に隣接して既に消去された対応する消去及び書込み単位へ書き戻す制御を行う。   <Rewriting in the same partition> As another specific form of the present invention, when the control circuit performs control to set the rewrite destination as the same storage partition as the rewrite source, the entire rewrite source storage partition is rewritten. When there is data to be stored in the unit to be erased first, the data is saved in the data buffer before the erasure, and the saved data is stored in the corresponding erasure already erased adjacent to the one-way destination. Controls writing back to the writing unit.

《消去及び書込み単位での書換え》本発明の具体的な別の形態として、前記制御回路は、前記書換え制御において、書換え先を別の記憶区画とし、書換え対象とされる消去及び書込み単位毎にその記憶情報を別の区画の消去及び書込み単位に書込み、消去及び書込み単位の書換え毎にその記憶情報の論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換える。   << Erase and Rewrite in Write Unit >> As another specific form of the present invention, in the rewrite control, the control circuit sets a rewrite destination as another storage partition, and for each erase and write unit to be rewritten. The stored information is written in the erase and write units of another partition, and the correspondence between the logical address and the physical address of the stored information is recombined every time the erase and write units are rewritten.

前記別区画への書換え、同一区画への書換え及び消去及び書込み単位での書換えに際して、消去及び書込みにより他の区画の不揮発性メモリセルに容量性カップリングによる閾値電圧の変動を生じさせないようにするために、例えば、前記記憶区画内のワード線間隔よりも広い間隔が相互に隣接する記憶区画のワード線間に設けられる。或いは、記憶区画の端にダミーワード線を配置するようにしてもよい。   At the time of rewriting to another partition, rewriting to the same partition, erasing and rewriting in a writing unit, non-volatile memory cells in other partitions are not caused to cause threshold voltage fluctuation due to capacitive coupling due to erasing and writing. Therefore, for example, an interval wider than the word line interval in the storage partition is provided between the word lines of the storage partitions adjacent to each other. Alternatively, a dummy word line may be arranged at the end of the storage partition.

《記憶区画》本発明の具体的な別の形態として、前記記憶区画は、主ビット線(MBL)に選択スイッチ(Md)を介して導通可能にされた複数の副ビット線(SBL)と、各々の前記副ビット線に一方の入出力端子が結合された複数の不揮発性メモリセル(MC)と、前記複数の副ビット線に交差する方向に配置され各々に前記不揮発性メモリセルの選択端子が結合された複数のワード線(WL)と、前複数の不揮発性メモリの他方の入出力端子に共通接続されたコモン線(CSL)から成り、前記書込み消去単位はワード線単位の不揮発性メモリセルである。   << Storage Partition >> As another specific form of the present invention, the storage partition includes a plurality of sub bit lines (SBL) that are made conductive to the main bit line (MBL) via a selection switch (Md), A plurality of nonvolatile memory cells (MC) each having one input / output terminal coupled to each of the sub-bit lines, and a selection terminal of the nonvolatile memory cell disposed in a direction intersecting the plurality of sub-bit lines. A plurality of word lines (WL) coupled to each other and a common line (CSL) commonly connected to the other input / output terminals of the plurality of previous nonvolatile memories, and the write / erase unit is a nonvolatile memory in units of word lines Cell.

前記不揮発性メモリセルは、例えば、電荷蓄積領域として導電性のフローティングゲートを持ち、1個につき2ビット以上のデータを記憶可能である。   The nonvolatile memory cell has, for example, a conductive floating gate as a charge storage region and can store data of 2 bits or more per one.

《フラッシュメモリ》本発明の具体的な別の形態として、前記別区画への書換え、又は同一区画への書換えの何れの書換え制御形態を採用する場合であっても、不揮発性記憶装置は1個の半導体基板に形成されたフラッシュメモリチップとして実現してよい。   << Flash Memory >> As another specific form of the present invention, one nonvolatile storage device is used regardless of the rewrite control mode of rewriting to another section or rewriting to the same section. It may be realized as a flash memory chip formed on the semiconductor substrate.

《メモリカード》本発明の具体的な別の形態として、前記消去及び書込み単位での書換えを行なう書換え制御形態を採用する場合には、書換え毎に論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換えると言う点で、不揮発性記憶装置はメモリカードとして実現される。すなわち、前記メモリアレイと前記データバッファを有するフラッシュメモリチップと、前記制御回路を有し前記フラッシュメモリチップに接続されたメモリカードコントローラチップとを備え、前記メモリカードコントローラチップはホストインタフェース機能を有する。   << Memory Card >> As another specific form of the present invention, when the rewrite control form in which rewriting is performed in units of erasure and writing is adopted, the correspondence between the logical address and the physical address is recombined for each rewriting. In this respect, the nonvolatile memory device is realized as a memory card. That is, a flash memory chip having the memory array and the data buffer, and a memory card controller chip having the control circuit and connected to the flash memory chip, the memory card controller chip having a host interface function.

〔2〕《別区画へ区画一括書換え》
上記別区画に書換えを行なう観点による本発明の具体的な形態の不揮発性記憶装置は、メモリアレイ(2)とデータバッファ(4)と制御回路(11、22)を有する。前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセル(MC)を夫々有する消去及び書込み単位(BLK)を複数単位備えた複数の記憶区画(SEC)を有する。前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線(WL)を共有する。前記データバッファは少なくとも1個の前記消去及び書込み単位の記憶容量を有する。前記制御回路は、記憶情報の書換えに指示に応答して、書換え対象とされる消去及び書込み単位を含む記憶区画の情報に対する別の記憶区画への一括の書き換えを制御する。前記一括書換え制御は、書換え対象の記憶区画に配置された複数の消去及び書込み単位の配列に対して先頭の1単位の記憶情報を前記データバッファに読み込み、書換え先の区画において先頭から2単位を消去し、前記データバッファに読み込んだ記憶情報を先頭の単位に書込み、その後、データバッファへの新たなデータの読み込み、消去及び書込み単位に対する消去、並びに消去及び書込み単位に対する書き込み、の各々の対象を前記一方向の次の消去及び書込み単位に順次変更して、前記一方向の終点に位置する消去及び書込み単位に対する書き込みを完了するまで前記読み込み、消去及び書込みの処理を順次繰り返し、書換え元の記憶区画と書換え先の記憶区画とのアドレス配置を入れ換える制御である。
[2] << Batch rewriting to another section >>
The nonvolatile memory device of a specific form of the present invention from the viewpoint of rewriting to the separate section has a memory array (2), a data buffer (4), and a control circuit (11, 22). The memory array has a plurality of storage partitions (SEC) having a plurality of erase and write units (BLK) each having a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells (MC). Nonvolatile memory cells included in the erase and write units share a word line (WL) connected to their selection terminals. The data buffer has a storage capacity of at least one erase and write unit. In response to an instruction to rewrite the storage information, the control circuit controls batch rewriting of information on a storage partition including an erasure and write unit to be rewritten to another storage partition. In the batch rewrite control, the storage information of the first unit is read into the data buffer with respect to the plurality of erase and write unit arrays arranged in the storage partition to be rewritten, and two units from the top in the rewrite destination partition are read. Erase and write the storage information read into the data buffer in the first unit, then read new data into the data buffer, erase and erase for the write unit, and erase and write for the write unit. Sequentially change to the next erase and write unit in the one direction, and sequentially repeat the read, erase and write processes until writing to the erase and write unit located at the end point in the one direction is completed, and store the rewrite source This is control for exchanging the address arrangement between the partition and the rewrite destination storage partition.

別区画への区画一括書換えにおいても、上記同様に、記憶区画における消去及び書込み単位に対する消去及び書き込みの順序は、消去及び書込み単位の配列順序に対して一方向に制御されるから、閾値電圧を変動させ得る容量性カップリングの影響を、隣接する一方向からの影響に限定することが可能になる。更に、書込みを行なうときは当該書込み対象単位の前記一方向先方に隣接する単位を先に消去するから、隣接する一方向からの影響を書き込みに限定することができる。   In the batch batch rewriting to another partition, similarly to the above, the order of erase and write with respect to the erase and write units in the storage partition is controlled in one direction with respect to the arrangement order of the erase and write units. It is possible to limit the influence of the capacitive coupling that can be varied to the influence from one adjacent direction. Furthermore, when writing is performed, the unit adjacent to the one direction ahead of the unit to be written is erased first, so that the influence from the adjacent one direction can be limited to writing.

本発明の更に具体的な形態として、前記制御回路は、書き換え制御において、前記データバッファに読み込んだ消去及び書込み対象単位に対するデータのモディファイを前記データバッファ上で行なう。   As a more specific form of the present invention, the control circuit performs erasure read into the data buffer and data modification for the write target unit on the data buffer in rewrite control.

《初期書込み》
本発明の別の具体的な形態として、記憶区画に対する初期書き込みは消去と書き込みを順次繰り返し、或いは記憶区画を先に一括消去して書き込みを行なえばよい。
<Initial writing>
As another specific mode of the present invention, the initial writing to the storage partition may be performed by sequentially repeating erasing and writing, or writing by erasing the storage partition first.

前者の場合、前記制御回路は、記憶区画に対する初期書き込み指示に応答して、書換え対象の記憶区画に配置された複数の消去及び書込み単位の配列に対して先頭から一方向に連続2単位を消去し、先頭の単位に対して書込みを行ない、その後、消去及び書込み単位に対する消去、並びに消去及び書込み単位に対する書き込みの、各々の対象を前記一方向の次の消去及び書込み単位に順次変更して、前記一方向の終点に位置する消去及び書込み単位に対する書き込みを完了するまで前記消去及び書込みの処理を順次繰り返す制御を行う。   In the former case, in response to an initial write instruction to the storage partition, the control circuit erases two consecutive units in one direction from the beginning with respect to an array of a plurality of erase and write units arranged in the storage partition to be rewritten. Write to the first unit, and then sequentially change each target of erasing and writing to the writing unit, and writing to the erasing and writing unit to the next erasing and writing unit in the one direction, Control is performed to sequentially repeat the erasing and writing processes until the writing to the erasing and writing units located at the end point in the one direction is completed.

後者の場合、前記制御回路は、記憶区画に対する初期書き込み指示に応答して、当該記憶区画の全ての消去及び書込み単位を消去し、順次先頭から最終まで順番に、消去及び書込み対象の単位に書込みを行なう制御を繰り返す。   In the latter case, in response to the initial write instruction to the storage partition, the control circuit erases all the erase and write units of the storage partition, and sequentially writes the erase and write target units in order from the beginning to the end. Repeat the control to perform.

〔3〕《同一区画へ区画一括書換え》
上記同一区画に書換えを行なう観点による本発明の具体的な形態の不揮発性記憶装置は、メモリアレイ(2)とデータバッファ(4)と制御回路(11)を有する。前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセル(MC)を夫々有する消去及び書込み単位(BLK)を複数単位備えた複数の記憶区画(SEC)を有する。前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線(WL)を共有する。前記データバッファは少なくとも3個の前記消去及び書込み単位の記憶容量を有する。前記制御回路は、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされる消去及び書込み単位を含む記憶区画に対する一括書き換えを制御する。前記一括書換え制御は、書換え対象の記憶区画に配置された複数の消去及び書込み単位の配列に対して先頭から一方向に連続3単位の記憶情報を前記データバッファに読み込み、当該記憶区画において先頭から2単位を消去し、先頭の単位に対して書込みを行ない、その後、データバッファへの新たなデータの読み込み、消去及び書込み単位に対する消去、並びに消去及び書込み単位に対する書き込み、の各々の対象を前記一方向の次の消去及び書込み単位に順次変更して、前記一方向の終点に位置する消去及び書込み単位に対する書き込みを完了するまで前記読み込み、消去及び書込みの処理を順次繰り返す制御である。
[3] << Batch rewriting to the same section >>
The nonvolatile memory device of a specific form of the present invention from the viewpoint of rewriting the same section has a memory array (2), a data buffer (4), and a control circuit (11). The memory array has a plurality of storage partitions (SEC) having a plurality of erase and write units (BLK) each having a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells (MC). Nonvolatile memory cells included in the erase and write units share a word line (WL) connected to their selection terminals. The data buffer has a storage capacity of at least three of the erase and write units. The control circuit controls batch rewriting of a storage partition including an erasure and write unit to be rewritten in response to a rewrite instruction of stored information. The batch rewrite control reads storage information of three consecutive units in one direction from the top to the plurality of erasure and write unit arrays arranged in the storage partition to be rewritten, from the top in the storage partition. The two units are erased, the first unit is written, then new data is read into the data buffer, erased and erased for the writing unit, and erased and written to the writing unit. This is a control that sequentially changes to the next erasing and writing unit in the direction and sequentially repeats the reading, erasing and writing processes until writing to the erasing and writing unit located at the end point in the one direction is completed.

同一区画への区画一括書換えにおいても、上記同様に、記憶区画における消去及び書込み単位に対する消去及び書き込みの順序は、消去及び書込み単位の配列順序に対して一方向に制御されるから、閾値電圧を変動させ得る容量性カップリングの影響を、隣接する一方向からの影響に限定することが可能になる。更に、書込みを行なうときは当該書込み対象単位の前記一方向先方に隣接する単位を先に消去するから、隣接する一方向からの影響を書き込みに限定することができる。   Even in the case of batch rewriting to the same partition, as described above, the order of erasing and writing with respect to the erasing and writing units in the storage partition is controlled in one direction with respect to the arrangement order of the erasing and writing units. It is possible to limit the influence of the capacitive coupling that can be varied to the influence from one adjacent direction. Furthermore, when writing is performed, the unit adjacent to the one direction ahead of the unit to be written is erased first, so that the influence from the adjacent one direction can be limited to writing.

〔4〕《消去及び書込み単位での書換え処理》
消去及び書込み単位での書換え処理を行なう観点による不揮発性記憶装置は、メモリアレイ(2)とデータバッファ(4)と制御回路(11、22)を有する。前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを夫々有する消去及び書込み単位を複数単位備えた複数の記憶区画を有する。前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線を共有する。前記データバッファは少なくとも1個の前記消去及び書込み単位の記憶容量を有する。前記制御回路は、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされる消去及び書込み単位毎にその記憶情報を別の区画の消去及び書込み単位に書込んで、論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換える単位書き換えを制御する。前記単位書換え制御において、消去及び書込み対象とされる単位を前記データバッファに読み込んでモディファイし、書込み先の記憶区画における書き込み対象の消去及び書込み単位とその隣の単位の2単位を消去し、前記書込み先の単位に対して前記モディファイされたデータの書込みを行ない、前記別の区画における書込み対象単位の選択順序は当該区画の先頭から終点に至る一方向とする。
[4] << Erasing and rewriting process in writing units >>
The nonvolatile memory device from the viewpoint of performing rewriting processing in units of erasing and writing includes a memory array (2), a data buffer (4), and a control circuit (11, 22). The memory array has a plurality of storage sections having a plurality of erase and write units each having a plurality of nonvolatile memory cells that can be electrically erased and written. Nonvolatile memory cells included in the erase and write units share a word line connected to their selection terminals. The data buffer has a storage capacity of at least one erase and write unit. In response to the rewrite instruction of the storage information, the control circuit writes the storage information for each erase and write unit to be rewritten in the erase and write unit of another partition, and the correspondence between the logical address and the physical address Control unit rewriting to recombine. In the unit rewriting control, the unit to be erased and written is read into the data buffer and modified, and the erased and written unit of the write target in the storage partition of the write destination and the next unit are erased, The modified data is written to the unit of the writing destination, and the selection order of the unit to be written in the other section is one direction from the head of the section to the end point.

消去及び書込み単位での書換え処理においても、上記同様に、記憶区画における消去及び書込み単位に対する消去及び書き込みの順序は、消去及び書込み単位の配列順序に対して一方向に制御されるから、閾値電圧を変動させ得る容量性カップリングの影響を、隣接する一方向からの影響に限定することが可能になる。更に、書込みを行なうときは当該書込み対象単位の前記一方向先方に隣接する単位を先に消去するから、隣接する一方向からの影響を書き込みに限定することができる。そして、書換え毎に論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換えるので、そのための処理時間が新たに必要になるが、前述した記憶区画に対する一括書換えを要しない。   In the rewriting process in the erase and write units, as described above, the order of the erase and write in the storage partition with respect to the erase and write units is controlled in one direction with respect to the arrangement order of the erase and write units. It is possible to limit the influence of the capacitive coupling that can vary the influence from one adjacent direction. Furthermore, when writing is performed, the unit adjacent to the one direction ahead of the unit to be written is erased first, so that the influence from the adjacent one direction can be limited to writing. Since the correspondence between the logical address and the physical address is recombined every time rewriting, a new processing time is required, but the above-described batch rewriting for the storage partition is not required.

《フラッシュメモリの全体的構成》
図2にはフラッシュメモリが示される。フラッシュメモリ1は単結晶シリコンなどの1個の半導体基板に形成される。
<Overall configuration of flash memory>
FIG. 2 shows a flash memory. The flash memory 1 is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon.

フラッシュメモリ1は特に制限されないが、4個のメモリバンク(Bank)BNK0〜BNK3を有する。夫々のメモリバンクBNK0〜BNK3は相互に同じ構成を有し、並列動作可能にされる。図では代表的にメモリバンクBNK0の構成が詳細に例示される。メモリバンクBNK0〜BNK3は、メモリアレイ(ARY)2、Xデコーダ(XDEC)3、及びデータバッファ(DBUF)4を有する。   The flash memory 1 is not particularly limited, but has four memory banks BNK0 to BNK3. Each of the memory banks BNK0 to BNK3 has the same configuration and can be operated in parallel. In the figure, the configuration of the memory bank BNK0 is typically illustrated in detail. The memory banks BNK0 to BNK3 include a memory array (ARY) 2, an X decoder (XDEC) 3, and a data buffer (DBUF) 4.

前記メモリアレイ2は記憶情報を電気的に書き換え可能な不揮発性メモリセルを多数有する。不揮発性メモリセルは、電荷蓄積領域であるフローティングゲートに絶縁膜を介してコントロールゲートを重ねたスタックドゲート構造とされる。特に制限されないが、不揮発性メモリセルは1個につき2ビットのデータを格納する。要するに、4値で情報記憶を行う。4値とは例えば“11”、“10”、“00”、“01”の4値である。記憶情報“11”は不揮発性メモリセルに対する初期化である消去処理によって得る。消去処理は、特に制限されないが、不揮発性メモリセルのソース、ドレイン及びウェルに回路の接地電位を印加し、コントロールゲートに負の高電圧を印加して電荷蓄積領域の電子を放出させる方向に移動させることで閾値電圧を低くする処理とされる。記憶情報“10”、“00”、“01”はプログラム処理(書き込み処理)によって得る。書込み処理は、特に制限されないが、不揮発性メモリセルのドレインからソースに電流を流し、ソース端の基板表面でホットエレクトロンを発生させ、これをコントロールゲートの高電圧による電界でフローティングゲートに注入することで閾値電圧を高くする処理とされる。記憶情報“10”、“00”、“01”に応じて目的とする閾値電圧が相違される。読出し処理は、ビット線を予めプリチャージしておき、所定の読出し判定レベルをワード線選択レベルとして不揮発性メモリセルを選択してビット線に流れる電流変化若しくはビット線に現れる電圧レベル変化によって記憶情報を検出可能にする処理とされる。記憶情報“11”、“10”、“00”、“01”に応じてワード線選択レベルが相違される。図3には不揮発性メモリセルの閾値電圧分布が例示される。VRW1〜VRW3は読出しワード線選択レベルである。読出しワード線選択レベルの上下には、閾値電圧分布の上裾並びに下裾との間に所定の電圧マージンが確保される。   The memory array 2 has a large number of nonvolatile memory cells that can electrically rewrite stored information. The nonvolatile memory cell has a stacked gate structure in which a control gate is overlapped with an insulating film on a floating gate which is a charge storage region. Although not particularly limited, each nonvolatile memory cell stores 2 bits of data. In short, information is stored in four values. The four values are, for example, four values “11”, “10”, “00”, and “01”. The stored information “11” is obtained by an erasing process that is initialization for the nonvolatile memory cell. The erasing process is not particularly limited, but the circuit ground potential is applied to the source, drain, and well of the nonvolatile memory cell, and a negative high voltage is applied to the control gate to move the electrons in the charge storage region. By doing so, the threshold voltage is lowered. The stored information “10”, “00”, “01” is obtained by program processing (write processing). The write process is not particularly limited, but a current is caused to flow from the drain to the source of the nonvolatile memory cell, hot electrons are generated on the substrate surface at the source end, and this is injected into the floating gate by the electric field generated by the high voltage of the control gate. Thus, the threshold voltage is increased. The target threshold voltage is different depending on the stored information “10”, “00”, “01”. Read processing is performed by precharging a bit line in advance, selecting a nonvolatile memory cell with a predetermined read determination level as a word line selection level, and storing information by changing a current flowing in the bit line or a voltage level appearing on the bit line. Is set to be detectable. The word line selection level differs depending on the storage information “11”, “10”, “00”, “01”. FIG. 3 illustrates the threshold voltage distribution of the nonvolatile memory cell. VRW1 to VRW3 are read word line selection levels. Above and below the read word line selection level, a predetermined voltage margin is secured between the upper and lower skirts of the threshold voltage distribution.

前記メモリアレイ2は前記ビット線に接続された読出し書き込み回路(図示せず)を有する。前記読出し書き込み回路は読み出し処理ではビット線に読み出された記憶情報をラッチし、また、書込み処理では書き込みデータに従ってビット線電位を制御する。特に制限されないが、メモリアレイ2における消去及び書込み単位はワード線単位とされ、データビット数は例えば1024ビットとされる。ワード線の選択はXデコーダ3が行なう。   The memory array 2 has a read / write circuit (not shown) connected to the bit line. The read / write circuit latches the storage information read to the bit line in the read process, and controls the bit line potential according to the write data in the write process. Although not particularly limited, the erase and write units in the memory array 2 are word line units, and the number of data bits is, for example, 1024 bits. The X decoder 3 selects a word line.

データバッファ4はメモリアレイ2への書き込みデータとメモリアレイ2からの読出しデータの一時記憶領域とされる。特に制限されないがデータバッファ4はSRAMによって構成される。特に制限されないが、データバッファ4とメモリアレイ2のインタフェースは前記ワード線単位のデータビット数で行なわれ、外部入出力バッファ(IOBUF)10とのインタフェースは16ビット単位で行なわれる。データバッファ4に対するアクセス制御は内部コントローラ(TCNT)11が行なう。   The data buffer 4 is a temporary storage area for write data to the memory array 2 and read data from the memory array 2. Although not particularly limited, the data buffer 4 is configured by SRAM. Although not particularly limited, the interface between the data buffer 4 and the memory array 2 is performed in the number of data bits in units of the word lines, and the interface with the external input / output buffer (IOBUF) 10 is performed in units of 16 bits. Access control to the data buffer 4 is performed by an internal controller (TCNT) 11.

外部入出力端子I/O1〜I/O16は、アドレス入力端子、データ入力端子、データ出力端子、コマンド入力端子に兼用され、外部入出力バッファ10に接続される。外部入出力バッファ10に供給されたアドレス、データ、及びコマンドは内部コントローラ11に供給される。   The external input / output terminals I / O 1 to I / O 16 are also used as address input terminals, data input terminals, data output terminals, and command input terminals, and are connected to the external input / output buffer 10. The address, data, and command supplied to the external input / output buffer 10 are supplied to the internal controller 11.

制御信号バッファ(CSBUF)12には、外部からのアクセス制御信号としてチップイネーブル信号/CE、コマンドラッチイネーブル信号CLE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、ライトイネーブル信号/WE、及びリードイネーブル信号/RE等が供給される。信号の先頭に付された記号“/”はその信号がローイネーブルであることを意味する。   The control signal buffer (CSBUF) 12 is supplied with a chip enable signal / CE, a command latch enable signal CLE, an address latch enable signal ALE, a write enable signal / WE, a read enable signal / RE, and the like as external access control signals. Is done. The symbol “/” attached to the head of a signal means that the signal is low enable.

内部コントローラ11はこれに供給されるアクセス制御信号とデータ、アドレス及びコマンドとに従って、フラッシュメモリ1の内部を制御する。チップイネーブル信号/CEのローレベルによってフラッシュメモリ(デバイス)1をアクティブ(動作可能)とし、ハイレベルによってフラッシュメモリ1をスタンバイ(動作停止)とする。リードイネーブル信号/REのクロック変化に同期して外部入出力端子I/O1〜I/O16からデータを出力する。ライトイネーブル信号/WEの立ち上がりエッジに同期して、コマンド、アドレス、及びデータをフラッシュメモリ1に取込む。コマンドラッチイネーブル信号CLがハイレベル(“H”)のとき/WEの立ち上がりエッジに同期して外部入出力端子I/O1〜I/O16から取込まれたデータをコマンドとして認識する。アドレスラッチイネーブル信号ALEがハイレベルの時/WEの立ち上がりエッジに同期して外部入出力端子I/O1〜I/O16から取り込まれたデータをアドレスとして認識する。   The internal controller 11 controls the inside of the flash memory 1 according to the access control signal and data, address and command supplied thereto. The flash memory (device) 1 is made active (operable) by the low level of the chip enable signal / CE, and the flash memory 1 is made standby (operation stopped) by the high level. Data is output from the external input / output terminals I / O1 to I / O16 in synchronization with the clock change of the read enable signal / RE. The command, address, and data are taken into the flash memory 1 in synchronization with the rising edge of the write enable signal / WE. When the command latch enable signal CL is at a high level (“H”), data taken from the external input / output terminals I / O1 to I / O16 is recognized as a command in synchronization with the rising edge of / WE. When the address latch enable signal ALE is at a high level, data taken from the external input / output terminals I / O1 to I / O16 is recognized as an address in synchronization with the rising edge of / WE.

内部コントローラ11は前記アクセス制御信号などに従ったインタフェース制御を行なうと共に、入力されたコマンド等に従った消去動作、書込み動作及び読出し動作などの内部動作を制御する。内部コントローラ11は、消去制御、読出し制御、書込み制御等のためのハードワイヤード制御ロジック又はプログラム制御ロジックを備える。Vccは電源電圧、Vssは接地電圧である。書込み処理及び消去処理に必要な高電圧は、特に制限されないが、電源電圧Vccに基づいて内部昇圧回路(図示せず)で生成される。   The internal controller 11 performs interface control according to the access control signal and the like, and controls internal operations such as an erase operation, a write operation, and a read operation according to an input command or the like. The internal controller 11 includes hard wired control logic or program control logic for erasure control, read control, write control, and the like. Vcc is a power supply voltage, and Vss is a ground voltage. The high voltage required for the writing process and the erasing process is not particularly limited, but is generated by an internal booster circuit (not shown) based on the power supply voltage Vcc.

《メモリアレイ》
図4にはメモリアレイ2の構成が例示される。例えばメモリアレイ2は複数の区画SEC(SEC_1〜SEC_n)から構成され、各々の区画SECは消去及び書込み単位とされるブロックBLKを複数有する。複数の区画SECは複数本の主ビット線MBL_1〜MBL_jを共有する。各区画SECは、例えば各々の主ビット線MBL_1〜MBL_jに対応して、一列に並列接続した複数個の不揮発性メモリセルMCを有する。不揮発性メモリセルMCのデータ入出力端子の一方の拡散層はコモンドレイン、他方の拡散層はコモンソースを形成する。コモンドレインを構成する拡散層は、選択スイッチMdを介して対応する主ビット線MBLに導通可能にされた副ビット線SBLを構成する。コモンソースを構成する拡散層は選択スイッチMsを介してコモン線CSLに共通接続される。ここでは便宜上不揮発性メモリセルMCのソース・ドレインの名称は書込み動作における書込み電流の向きを基準とする。選択スイッチMd,Msは区画SECの選択に用いられ、選択スイッチMs,Mdの制御にはワード線と同様にアドレスデコード信号の一部が用いられる。
《Memory array》
FIG. 4 illustrates the configuration of the memory array 2. For example, the memory array 2 is composed of a plurality of partitions SEC (SEC_1 to SEC_n), and each partition SEC has a plurality of blocks BLK which are erase and write units. The plurality of partitions SEC share a plurality of main bit lines MBL_1 to MBL_j. Each partition SEC includes a plurality of nonvolatile memory cells MC connected in parallel in a row, for example, corresponding to each main bit line MBL_1 to MBL_j. One diffusion layer of the data input / output terminal of the nonvolatile memory cell MC forms a common drain, and the other diffusion layer forms a common source. The diffusion layer that constitutes the common drain constitutes a sub bit line SBL that is made conductive to the corresponding main bit line MBL via the selection switch Md. The diffusion layers constituting the common source are commonly connected to the common line CSL via the selection switch Ms. Here, for convenience, the names of the source and drain of the nonvolatile memory cell MC are based on the direction of the write current in the write operation. The selection switches Md and Ms are used for selecting the section SEC, and a part of the address decode signal is used for controlling the selection switches Ms and Md as in the word line.

メモリアレイ2において不揮発性メモリセルMCのコントロールゲートはワード線WLに接続する。特に制限されないが、不揮発性メモリセルMCに対する前記消去処理、書き込み処理、読出し処理は各々ワード線WL単位で行なわれるものとする。   In the memory array 2, the control gate of the nonvolatile memory cell MC is connected to the word line WL. Although not particularly limited, it is assumed that the erase process, the write process, and the read process for the nonvolatile memory cell MC are performed in units of word lines WL.

読出し処理では、主ビット線MBLをプリチャージした後、ワード線WLの選択によって選択された不揮発性メモリセルMCの閾値電圧がワード線選択レベルよりも低ければ主ビット線MBLはディスチャージされ、選択された不揮発性メモリセルMCの閾値電圧がワード線WLの選択レベルよりも高ければ主ビット線MBLはプリチャージレベルを維持する。この主ビット線MBLの電位の変化を主ビット線MBLのセンスラッチ(図示せず)で検出する。前記図示を省略する読出し書き込み回路はセンスラッチに順次得られた情報に対する所定の論理演算等を経て各メモリセルMCから読み出された4値の記憶情報を得る。このようにしてメモリアレイ2から読み出された記憶情報はデータバッファ4に格納される。   In the read process, after precharging the main bit line MBL, the main bit line MBL is discharged and selected if the threshold voltage of the nonvolatile memory cell MC selected by the selection of the word line WL is lower than the word line selection level. If the threshold voltage of the nonvolatile memory cell MC is higher than the selection level of the word line WL, the main bit line MBL maintains the precharge level. This change in the potential of the main bit line MBL is detected by a sense latch (not shown) of the main bit line MBL. The read / write circuit (not shown) obtains four-value storage information read from each memory cell MC through a predetermined logical operation on the information sequentially obtained in the sense latch. The storage information read from the memory array 2 in this way is stored in the data buffer 4.

消去処理は、消去電圧の印加とベリファイ処理を交互に繰り返すことによってその閾値電圧を書き込みデータ“11”に応ずる閾値電圧分布に入るようにする処理である。例えば、選択されたワード線WLを負電圧−18Vとし、不揮発性メモリセルMCのドレイン及びソースをフローティングとし、ウェル電圧を0Vに印加することで、消去電圧の印加処理が行われる。これによりフローティングゲートの電子が引き抜かれ、不揮発性メモリセルMCのしきい値電圧が低くされる。その閾値電圧が所望の閾値電圧分布に入ったことをベリファイ処理で確認するまで前記消去電圧の印加処理が繰り返される。   The erasing process is a process of causing the threshold voltage to fall within the threshold voltage distribution corresponding to the write data “11” by alternately applying the erase voltage and the verify process. For example, the erase voltage application process is performed by setting the selected word line WL to a negative voltage of −18V, the drain and source of the nonvolatile memory cell MC to be floating, and applying the well voltage to 0V. As a result, electrons in the floating gate are extracted, and the threshold voltage of the nonvolatile memory cell MC is lowered. The erase voltage application process is repeated until the verification process confirms that the threshold voltage has entered the desired threshold voltage distribution.

書き込み処理は、書込み電圧の印加とベリファイ処理を交互に繰り返すことによってその閾値電圧を書き込みデータに応ずる閾値電圧分布に入るようにする処理である。例えば、選択されたワード線WLを18Vとし、メモリセルMCのドレインを4.5Vとし、ソースをフローティングとし、ウェル電圧を0Vに印加することで、書込み電圧の印加が行なわれる。これによりフローティングゲートに電子が注入され、不揮発性メモリセルMCのしきい値電圧が高くされる。その閾値電圧が所望の閾値電圧分布に入ったかことをベリファイ処理で確認するまで前記書込み電圧の印加処理が繰り返される。尚、書き込み電圧の印加処理には、チャネル電界で加速されたホットエレクトロンをフローティングゲートに注入するホットエレクトロン書き込み方式以外の方式を用いることも可能である。   The writing process is a process of causing the threshold voltage to fall within the threshold voltage distribution corresponding to the write data by alternately applying the write voltage and the verify process. For example, the write voltage is applied by setting the selected word line WL to 18V, the drain of the memory cell MC to 4.5V, the source to float, and the well voltage to 0V. As a result, electrons are injected into the floating gate, and the threshold voltage of the nonvolatile memory cell MC is increased. The write voltage application process is repeated until it is confirmed in the verify process that the threshold voltage has entered the desired threshold voltage distribution. Note that a method other than the hot electron writing method in which hot electrons accelerated by the channel electric field are injected into the floating gate can be used for the application process of the writing voltage.

《一方向書換え》
内部コントローラ11による区画SECの書き換え並びに初期書込みの基本的な制御形態について説明する。内部コントローラ11は、記憶情報の書換え若しくは初期書き込み指示に応答して、対象とされる記憶区画SECにおける消去及び書込み単位に対する消去及び書き込みの順序を、消去及び書込み単位の配列順序に対して一方向に制御し、書込みを行なうときは当該書込み対象単位の前記一方向先方に隣接する単位を先に消去する。例えば図1に例示されるように、ブロックBLK1〜ブロックBLK9を有する区画に対する消去及び書込みを一例とする。消去及び書込みは当該区画の先頭ブロックBLK1を基点に終点ブロックBLK9に向けて一方向に行うことになる。最初に消去及び書込みの先頭ブロックBLK1と次ブロックBLK2が消去処理(Erase)される(STP1)。図において各ステップで実際に行なわれる処理は太枠で囲まれている。次に先頭ブロックBLK1に対する書き込み処理(Program)が行われる(STP2)。この後、消去処理対象ブロックを次のブロックBLK3に進め(STP3)、書込み処理対象ブロックを次のブロックBLK2に進める(STP4)。以下同様に、消去処理対象ブロックを次のブロックに進め、書込み処理対象ブロックを次のブロックに進める処理を繰り返し、(STP5〜STP14)、最後にブロックBLK9に書込み処理を行なって(STP15)、全ての処理を終了する。
《One-way rewriting》
A basic control mode of rewriting and initial writing of the partition SEC by the internal controller 11 will be described. In response to the rewrite of the storage information or the initial write instruction, the internal controller 11 changes the order of erasure and write in the target storage partition SEC in one direction with respect to the arrangement order of the erase and write units. When writing is performed, a unit adjacent to the one direction ahead of the unit to be written is erased first. For example, as illustrated in FIG. 1, erasing and writing for a partition having blocks BLK1 to BLK9 are taken as an example. Erasing and writing are performed in one direction from the first block BLK1 of the partition toward the end block BLK9. First, erase and write first block BLK1 and next block BLK2 are erased (Erase) (STP1). In the figure, the processing actually performed at each step is surrounded by a thick frame. Next, a writing process (Program) for the first block BLK1 is performed (STP2). Thereafter, the block to be erased is advanced to the next block BLK3 (STP3), and the block to be written is advanced to the next block BLK2 (STP4). Similarly, the process of advancing the erase process target block to the next block and the process of advancing the write process target block to the next block are repeated (STP5 to STP14), and finally the write process is performed on the block BLK9 (STP15). Terminate the process.

図5には不揮発性メモリセルの平面的配置関係が概略的に示される。例えば不揮発性メモリセルMC1のフローティングゲートは周辺の不揮発性メモリセルMC2〜MC9のフローティングゲートとの間で容量性カップリングされる。消去及び書き込みによって不揮発性メモリセルMC1のフローティングゲートが保有する電子の状態が変化されると、その電位変化は周辺の不揮発性メモリセルMC2〜MC9のフローティングゲートの電位を変化させ、当該周辺の不揮発性メモリセルMC2〜MC9の閾値電圧を不所望に変動させることになる。消去及び書込み対象を図1の制御手法とは無関係に任意のブロックとする場合に、例えばブロックBLKjはその両側のブロック、BLKi,BLKkから消去及び書込みによる影響を受ける事になる。図1の制御手法によれば、書換え対象とされる記憶区画におけるブロックの消去及び書き込みの順序を、ブロックの配列順序に対して一方向に制御するから、閾値電圧を変動させ得る容量性カップリングの影響を、隣接する一方向からの影響に限定することが可能になる。更に、書込みを行なうときは当該書込み対象ブロックの前記一方向先方に隣接するブロックを先に消去するから、隣接する一方向からの影響を書き込みに限定することができる。これにより、不揮発性メモリセル間の容量性カップリングによる閾値電圧の大きな変動を大凡半減することができる。   FIG. 5 schematically shows a planar arrangement relationship of the nonvolatile memory cells. For example, the floating gate of the nonvolatile memory cell MC1 is capacitively coupled with the floating gates of the peripheral nonvolatile memory cells MC2 to MC9. When the state of electrons held in the floating gate of the nonvolatile memory cell MC1 is changed by erasing and writing, the potential change changes the potential of the floating gates of the peripheral nonvolatile memory cells MC2 to MC9. The threshold voltages of the memory cells MC2 to MC9 are undesirably changed. When the erasure and writing target are arbitrary blocks regardless of the control method of FIG. 1, for example, the block BLKj is affected by erasure and writing from the blocks on both sides, BLKi and BLKk. According to the control method of FIG. 1, the order of erasing and writing of blocks in the storage partition to be rewritten is controlled in one direction with respect to the arrangement order of the blocks, so that the capacitive coupling that can vary the threshold voltage It is possible to limit the influence of 1 to the influence from one adjacent direction. Furthermore, when writing, since the block adjacent to the one-way ahead of the write target block is erased first, the influence from the adjacent one direction can be limited to writing. As a result, large fluctuations in threshold voltage due to capacitive coupling between nonvolatile memory cells can be roughly halved.

《別区画への一括書換え》
前記一方向書換え制御形態に従った具体的な書き換え動作の制御について説明する。先ず、ブロックに対する書き換え指示に応答するとき、当該書き換えブロックを含む一つの区画全体を別の区画に書換える一括書換え制御について説明する。
《Batch rewriting to another block》
A specific rewrite operation control according to the one-way rewrite control mode will be described. First, batch rewrite control for rewriting one entire section including the rewritten block to another section when responding to a rewrite instruction for the block will be described.

図6には別区画への前記一括書換え制御による処理手順が例示される。ここでは各々4個のブロックを有する区画SECm、SECnに着目する。区画SECmを書換え元、区画SECnを書き換え先とする。先ず、書換え対象の区画SECmに配置された複数のブロックBLK1〜BLK4の配列に対して先頭の1ブロックBLK1の記憶情報を前記データバッファ(DBUF)4に読み込み、書換え先の区画SECnにおいて先頭から2ブロックBLK1,BLK2を消去し(Erase)、前記データバッファ(DBUF)4に読み込んだ記憶情報を区画SECnの先頭ブロックBLK1に書込み、その後、データバッファ(DBUF)4への新たなデータの読み込み、消去及び書込み単位であるブロックに対する消去、並びに消去及び書込み単位であるブロックに対する書き込み、の各々の対象を前記一方向の次のブロックに順次変更して、前記一方向の終点に位置するブロックBLK4に対する書き込みを完了するまで前記読み込み、消去及び書込みの処理を順次繰り返す。図6の例では、区画SECmにけるブロックBLK2のデータDATA2が外部書込みデータWdatによる書換えの対象とされている。外部書込みデータWdatによるデータDATA2の変更はデータバッファ(DBUF)4上で行われ、書換えられたデータDATA2mが区画SECnのブロックBLK2に書込まれる。   FIG. 6 illustrates a processing procedure by the batch rewriting control to another section. Here, attention is paid to sections SECm and SECn each having four blocks. The section SECm is the rewrite source and the section SECn is the rewrite destination. First, the storage information of the first block BLK1 is read into the data buffer (DBUF) 4 with respect to the array of the plurality of blocks BLK1 to BLK4 arranged in the rewrite target section SECm, and 2 from the top in the rewrite destination section SECn. The blocks BLK1 and BLK2 are erased (Erase), the storage information read into the data buffer (DBUF) 4 is written into the first block BLK1 of the partition SECn, and then new data is read into and erased from the data buffer (DBUF) 4 And writing to the block BLK4 positioned at the end point in the one direction by sequentially changing the target of the erase to the block that is the write unit and the write to the block that is the erase and write unit to the next block in the one direction. Until the above read and erase Sequentially repeating the processing of fine writing. In the example of FIG. 6, the data DATA2 of the block BLK2 in the partition SECm is to be rewritten by the external write data Wdat. The data DATA2 is changed by the external write data Wdat on the data buffer (DBUF) 4, and the rewritten data DATA2m is written into the block BLK2 of the partition SECn.

別区画への前記一括書換え制御では、データの配置が区画単位で変更されることになる。例えば内部コントローラ11は、各々の区画の物理アドレスの配置を可変可能に定義する区画アドレステーブルを有する。別区画への前記一括書換え制御においてデータの配置が区画単位で変更されたときはその区画アドレステーブルにおいて書換え元区画と書換え先区画の物理アドレスを尾入れ替えればよい。当然内部コントローラ11は、外部からのアクセスに応答するとき、外部から供給されるアクセスアドレスに含まれる区画アドレスを用いて前記区画アドレステーブルを参照に、それに対応する区画アドレスを用いてメモリアレイをアクセス制御することが必要になる。   In the batch rewriting control to another section, the data arrangement is changed in section units. For example, the internal controller 11 has a partition address table that defines the arrangement of physical addresses of each partition in a variable manner. When the data arrangement is changed in units of partitions in the batch rewrite control to another partition, the physical addresses of the rewrite source partition and the rewrite destination partition may be rearranged in the partition address table. Naturally, when the internal controller 11 responds to an external access, the internal controller 11 refers to the partition address table using the partition address included in the access address supplied from the outside, and accesses the memory array using the partition address corresponding thereto. It becomes necessary to control.

《同一区画への区画一括書換え》
次に、ブロックに対する書き換え指示に応答するとき、当該書き換えブロックを含む一つの区画全体を同一区画で書換える一括書換え制御について説明する。
<< Batch rewriting to the same section >>
Next, batch rewriting control for rewriting one entire section including the rewritten block with the same section when responding to a rewrite instruction for the block will be described.

図7には同一区画への一括書換え制御による処理手順が例示される。ここでは4個のブロックを有する区画SECmに着目する。データバッファ(DBUF)4は少なくとも3ブロックの記憶情報を保持できる記憶容量を有する。先ず、書換え対象の区画SECmに配置された複数のブロックBLK1〜BLK4の配列に対して先頭から一方向に連続3ブロックBLK1〜BLK3の記憶情報を前記データバッファ(DBUF)4に読み込み、当該区画SECmにおいて先頭から2個のブロックBLK1,BLK2を消去し、先頭のブロックBLK1に対して書込みを行う。その後、データバッファ(DBUF)4への新たなデータの読み込み、消去及び書込み単位であるブロックに対する消去、並びに消去及び書込み単位であるブロックに対する書き込み、の各々の対象を前記一方向の次のブロックに順次変更して、前記一方向の終点に位置するブロックBLK4に対する書き込みを完了するまで前記読み込み、消去及び書込みの処理を順次繰り返す。図7の例では、区画SECmにけるブロックBLK2のデータDATA2が外部書込みデータWdatによる書換えの対象とされている。外部書込みデータWdatによるデータDATA2の変更はデータバッファ(DBUF)4上で行われ、書換えられたデータDATA2mが区画SECmのブロックBLK2に書込まれる。   FIG. 7 illustrates a processing procedure by batch rewriting control to the same section. Here, attention is paid to a partition SECm having four blocks. The data buffer (DBUF) 4 has a storage capacity capable of holding storage information of at least three blocks. First, the storage information of the three consecutive blocks BLK1 to BLK3 is read into the data buffer (DBUF) 4 in one direction from the beginning with respect to the arrangement of the plurality of blocks BLK1 to BLK4 arranged in the rewrite target partition SECm, and the partition SECm is read. The two blocks BLK1 and BLK2 from the head are erased and writing is performed on the head block BLK1. After that, reading new data to the data buffer (DBUF) 4, erasing the block that is an erase and write unit, and writing to the block that is the erase and write unit are set as the next block in the one direction. The reading, erasing and writing processes are sequentially repeated until the writing to the block BLK4 located at the end point in the one direction is completed. In the example of FIG. 7, the data DATA2 of the block BLK2 in the partition SECm is to be rewritten by the external write data Wdat. The data DATA2 is changed by the external write data Wdat on the data buffer (DBUF) 4, and the rewritten data DATA2m is written into the block BLK2 of the partition SECm.

同一区画への一括書換え制御であるから、データの配置が区画単位で変更されることはない。したがって、フラッシュメモリ1は図6のような区画アドレステーブルを持つことは必須とはされない。   Since the batch rewrite control is performed on the same partition, the data arrangement is not changed on a partition basis. Accordingly, it is not essential for the flash memory 1 to have a partition address table as shown in FIG.

《ブロック単位での書換え》
次に、ブロックに対する書き換え指示に応答するとき、当該書き換えブロック単位で書換える制御について説明する。
<Rewriting in units of blocks>
Next, a control for rewriting in units of rewrite blocks when responding to a rewrite instruction for a block will be described.

図8にはブロック単位での書換え制御による処理手順が例示される。ここでは4個のブロックを有する区画SECm、SECnに着目する。区画SECmを書換え元、区画SECnを書き換え先とする。ここでは、書換え元ブロックと書換え先ブロックはフラッシュメモリの外部から指定されるものとする。内部コントローラ11は、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされるブロック毎にその記憶情報を別の区画のブロックに書込む。書込み元データの論理アドレスと書き込み先ブロックの物理アドレスとの対応はフラッシュメモリ外部に配置された図示を省略するメモリコントローラ又はカードコントローラが管理する。即ち、消去及び書込み対象とされるブロックのデータをデータバッファに読み込み、読み込んだデータを外部書込みデータWdataによって書換え、書込み先の区画SECnにおける書き込み対象の消去及び書込み単位であるブロックとその隣のブロックの2単位を消去し、前記書込み先の単位であるブロックに対して前記モディファイされたデータバッファ上のデータの書込みを行なう。このとき、前記一方向書き換えと同じ制御が行われ、書込み先区画SECnにおける書込み対象単位であるブロックの選択順序は当該区画の先頭から終点に至る一方向とする。この制御は前記図示を省略するメモリコントローラ又はカードコントローラが行う。書換え元のデータは任意区画の任意ブロックのデータであってよい。図8の例では書換え元データの全ては一つの区画SECmのデータとされているが、それに限定されない。この場合には書き換え元データのアドレス配置はブロック単位で変更されるから、書換え毎に論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換えることが必要であり、そのための制御は前述の通り外部のメモリコントローラ又はカードコントローラに委ねるものとする。ブロック単位での書換えを採用する場合には、書換え毎に論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換えるので、そのための処理時間が新たに必要になるが、前述した区画に対する一括書換えに要する時間を省くことができる。   FIG. 8 illustrates a processing procedure by rewrite control in units of blocks. Here, attention is paid to the sections SECm and SECn having four blocks. The section SECm is the rewrite source and the section SECn is the rewrite destination. Here, it is assumed that the rewrite source block and the rewrite destination block are designated from outside the flash memory. In response to the rewrite instruction of the stored information, the internal controller 11 writes the stored information to a block in another partition for each block to be rewritten. The correspondence between the logical address of the write source data and the physical address of the write destination block is managed by a memory controller or a card controller (not shown) arranged outside the flash memory. That is, the data of the block to be erased and written is read into the data buffer, the read data is rewritten with the external write data Wdata, and the block that is the erase and write unit of the write target in the write destination partition SECn and the adjacent block Are erased, and the data in the modified data buffer is written into the block which is the unit of the write destination. At this time, the same control as the one-way rewriting is performed, and the selection order of blocks that are units to be written in the write destination partition SECn is set to one direction from the head of the partition to the end point. This control is performed by a memory controller or a card controller (not shown). The rewriting source data may be data of an arbitrary block in an arbitrary section. In the example of FIG. 8, all of the rewriting source data is data of one section SECm, but is not limited thereto. In this case, since the address arrangement of the rewrite source data is changed in units of blocks, it is necessary to recombine the correspondence between the logical address and the physical address for each rewrite. It shall be entrusted to the card controller. When rewriting in units of blocks is adopted, since the correspondence between logical addresses and physical addresses is recombined every time rewriting is performed, a new processing time is required, but the time required for batch rewriting for the above-described partitions is omitted. be able to.

前記別区画への書換え、同一区画への書換え及びブロック単位での書換えに際して、消去及び書込みにより他の区画の不揮発性メモリセルに容量性カップリングによる閾値電圧の変動を生じさせないようにするために、例えば、前記記憶区画内のワード線間隔よりも広い間隔が相互に隣接する記憶区画のワード線間に設けられる。図6の例では、区画の境界部分には選択スイッチMs,Mdのスイッチ制御線がワード線方向に延在させることによって前記隣接する区画のワード線間の間隔を大きくしている。或いは、図示を省略するが、区画の端にダミーワード線を配置するようにしてもよい。   In order to prevent variation in threshold voltage due to capacitive coupling in non-volatile memory cells in other sections due to erasing and writing during rewriting to another section, rewriting to the same section, and rewriting in block units For example, an interval wider than the word line interval in the storage partition is provided between the word lines of the storage partitions adjacent to each other. In the example of FIG. 6, the switch control lines of the selection switches Ms and Md extend in the word line direction at the boundary between the partitions, thereby increasing the interval between the word lines in the adjacent partitions. Alternatively, although not shown, a dummy word line may be arranged at the end of the partition.

《メモリカード》
図9にはフラッシュメモリカードの一例が示される。フラッシュメモリカード20は、カード基板に、前記フラッシュメモリ1と、カードコントローラ22と、インタフェース端子21とを備えて構成される。カードコントローラ22は、メモリカード仕様に従ったカードインタフェース制御と、カードコマンドに応答するためのフラッシュメモリ1のアクセス制御を行う。アクセス制御に際して、カードコントローラ22はフラッシュメモリのブロックの物理アドレスを論理アドレスに対応させるための管理情報を生成してブロックに保持させる制御等を行う。上記ブロック単位での書換えを行う毎に必要となる論理アドレスと物理アドレスの対応を示す情報は前記管理情報としてブロックに保持されることになる。前記別区画への書換え又は同一区画への書換えを行うフラッシュメモリを採用する場合にも、カードコントローラ22はフラッシュメモリのブロックBLKの物理アドレスを論理アドレスに対応させるための管理情報を生成してブロックに保持させる制御等を行うことが必要である。
"Memory card"
FIG. 9 shows an example of a flash memory card. The flash memory card 20 includes a flash memory 1, a card controller 22, and an interface terminal 21 on a card board. The card controller 22 performs card interface control according to the memory card specification and access control of the flash memory 1 for responding to the card command. In the access control, the card controller 22 performs control for generating management information for associating the physical address of the block of the flash memory with the logical address and holding the management information in the block. Information indicating the correspondence between logical addresses and physical addresses required every time rewriting is performed in units of blocks is held in the block as the management information. Even when a flash memory that rewrites to another partition or rewrites to the same partition is adopted, the card controller 22 generates management information for associating the physical address of the block BLK of the flash memory with the logical address to generate a block. It is necessary to perform control and the like to be held in the.

尚、図示はしないが、前記カードコントローラを前記フラッシュメモリ1と一緒にオンチップして構成することも可能である。   Although not shown, the card controller can be configured on-chip together with the flash memory 1.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば書き込み・消去動作の単位をワード線単位とする場合について説明したが、其れに限定されず、複数ワード線単位で行っても良い。或いは消去を複数ワード線単位で行い、書き込みをワード線単位で行ってもよい。本発明はAND型のフラッシュメモリに限定されない。NOR型,NAND型フラッシュメモリは複数ワード線単位で消去を行うのが一般的であるが、例えば,1ワード線に負電圧印加する方式を用いることでワード線単位での消去は可能であり、小サイズ書き換えを目的としワード線単位で書き込み・消去動作を実施するNOR型、NAND型フラッシュメモリ等にも本発明を適用することが可能である。また、本発明はフラッシュメモリに限定されず、EEPROM、その他の記憶形式の不揮発性メモリにも広く適用することができる。本発明に係る不揮発性記憶装置はメモリカード、メモリ単体に限定されず、システムLSIもしくはマイクロコンピュータなどのLSI(Large Scale Integrated Circuit)にオンチップされたメモリにも広く適用可能である。   For example, although the case where the unit of the write / erase operation is the word line unit has been described, the present invention is not limited to this and may be performed in units of a plurality of word lines. Alternatively, erasing may be performed in units of a plurality of word lines and writing may be performed in units of word lines. The present invention is not limited to an AND type flash memory. NOR type and NAND type flash memories generally perform erasing in units of a plurality of word lines. For example, erasing in units of word lines is possible by using a method in which a negative voltage is applied to one word line. The present invention can also be applied to a NOR type, NAND type flash memory or the like that performs write / erase operations in units of word lines for the purpose of small-size rewriting. Further, the present invention is not limited to the flash memory, but can be widely applied to an EEPROM and other storage-type nonvolatile memories. The nonvolatile memory device according to the present invention is not limited to a memory card or a single memory, but can be widely applied to a memory on-chip in an LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a system LSI or a microcomputer.

フラッシュメモリによる一方向書き換え制御による処理手順を例示する動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which illustrates the process sequence by the one-way rewriting control by flash memory. フラッシュメモリのブロック図である。It is a block diagram of a flash memory. 4値記憶を行う不揮発性メモリセルの閾値電圧分布の説明図である。It is explanatory drawing of the threshold voltage distribution of the non-volatile memory cell which performs quaternary storage. メモリアレイ2の構成を例示する回路図である。3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a memory array 2. FIG. 不揮発性メモリセルの隣接フローティングゲート間における容量性カップリングの様子を例示する平面図である。It is a top view which illustrates the mode of capacitive coupling between the adjacent floating gates of a non-volatile memory cell. 別区画への一括書換え制御による処理手順を例示する動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which illustrates the process sequence by the batch rewriting control to another division. 同一区画への一括書換え制御による処理手順を例示する動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which illustrates the process sequence by the batch rewriting control to the same division. ブロック単位での書換え制御による処理手順を例示する動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which illustrates the process sequence by the rewriting control in a block unit. フラッシュメモリカードを例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates a flash memory card.

符号の説明Explanation of symbols

1 フラッシュメモリ
BNK0〜BNK3 メモリバンク
2 メモリアレイ(ARY)
3 Xデコーダ(XDEC)
4 データバッファ(DBUF)
10 外部入出力バッファ(IOBUF)
11 内部コントローラ(TCNT)
12 制御信号バッファ(CSBUF)
I/O1〜I/O16 外部入出力端子
MC 不揮発性メモリセル
SEC 区画
BLK ブロック
MBL 主ビット線
SBL 副ビット線
Md,Ms 選択スイッチ
WL ワード線
CSL コモン線
20 メモリカード
21 インタフェース端子
22 カードコントローラ
1 Flash memory BNK0 to BNK3 Memory bank 2 Memory array (ARY)
3 X decoder (XDEC)
4 Data buffer (DBUF)
10 External I / O buffer (IOBUF)
11 Internal controller (TCNT)
12 Control signal buffer (CSBUF)
I / O1 to I / O16 External input / output terminals MC Non-volatile memory cells SEC Partition BLK block MBL Main bit line SBL Sub bit line Md, Ms Select switch WL Word line CSL Common line 20 Memory card 21 Interface terminal 22 Card controller

Claims (20)

メモリアレイとデータバッファと制御回路を有し、
前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを夫々有する消去及び書込み単位を複数単位備えた複数の記憶区画を有し、
前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線を共有し、
前記制御回路は、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされる記憶区画における消去及び書込み単位に対する消去及び書き込みの順序を、消去及び書込み単位の配列順序に対して一方向に制御し、書込みを行なうときは当該書込み対象単位の前記一方向先方に隣接する単位を先に消去するものとする書換え制御を行う不揮発性記憶装置。
A memory array, a data buffer, and a control circuit;
The memory array has a plurality of storage sections each having a plurality of erase and write units each having a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells.
Non-volatile memory cells included in the erase and write unit share a word line connected to the selection terminal,
In response to the rewrite instruction of the storage information, the control circuit controls the erasure and write order for the erase and write units in the storage partition to be rewritten in one direction with respect to the arrangement order of the erase and write units. A non-volatile storage device that performs rewrite control in which when a write is performed, a unit adjacent to the one direction ahead of the write target unit is erased first.
前記制御回路は、前記書換え制御において、書換え先を別の記憶区画とする制御を行ない、当該別の記憶区画を書き換え元記憶区画の記憶情報を用いて一括で書き換え、書換え元の記憶区画と書換え先の記憶区画とのアドレス配置を入れ換える請求項1記載の不揮発性記憶装置。   In the rewrite control, the control circuit performs control to set the rewrite destination as another storage partition, rewrites the other storage partition in a batch using the storage information of the rewrite source storage partition, and rewrites the rewrite source storage partition. The non-volatile storage device according to claim 1, wherein the address arrangement with the previous storage partition is exchanged. 前記制御回路は、前記書換え制御において、書換え先を書換え元と同一の記憶区画とする制御を行ない、当該書換え元の記憶区画全体の書き換えを行ない、前記先に消去される単位に保存すべきデータがあるときは前記消去前にそのデータを前記データバッファに退避し、退避したデータを、前記一方向先方に隣接して既に消去された対応する消去及び書込み単位へ書き戻す請求項1記載の不揮発性記憶装置。   In the rewrite control, the control circuit controls the rewrite destination to be the same storage partition as the rewrite source, rewrites the entire rewrite source storage partition, and stores data to be stored in the unit to be erased first. 2. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein when there is a data, the data is saved in the data buffer before the erasure, and the saved data is written back to a corresponding erase and write unit that has already been erased adjacent to the one-way destination. Sex memory device. 前記制御回路は、前記書換え制御において、書換え先を別の記憶区画とし、書換え対象とされる消去及び書込み単位毎にその記憶情報を別の区画の消去及び書込み単位に書込み、消去及び書込み単位の書換え毎にその記憶情報の論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換える請求項1記載の不揮発性記憶装置。   In the rewrite control, the control circuit sets the rewrite destination as another storage partition, writes the storage information for each erase and write unit to be rewritten into another erase and write unit, and sets the erase and write unit. The non-volatile storage device according to claim 1, wherein the correspondence between the logical address and the physical address of the storage information is recombined for each rewrite. 前記記憶区画内のワード線間隔よりも広い間隔が相互に隣接する記憶区画のワード線間に設けられている請求項2乃至4の何れか1項記載の不揮発性記憶装置。   5. The nonvolatile memory device according to claim 2, wherein an interval wider than a word line interval in the storage section is provided between word lines of adjacent storage sections. 前記記憶区画は、主ビット線に選択スイッチを介して導通可能にされた複数の副ビット線と、各々の前記副ビット線に一方の入出力端子が結合された複数の不揮発性メモリセルと、前記複数の副ビット線に交差する方向に配置され各々に前記不揮発性メモリセルの選択端子が結合された複数のワード線と、前複数の不揮発性メモリの他方の入出力端子に共通接続されたコモン線から成り、
前記書込み消去単位はワード線単位の不揮発性メモリセルである請求項2乃至4の何れか1項記載の不揮発性記憶装置。
The storage section includes a plurality of sub bit lines that are rendered conductive to a main bit line via a selection switch, and a plurality of nonvolatile memory cells having one input / output terminal coupled to each of the sub bit lines, A plurality of word lines arranged in a direction intersecting with the plurality of sub-bit lines, each having a selection terminal of the nonvolatile memory cell coupled thereto, and the other input / output terminals of the plurality of previous nonvolatile memories are commonly connected. Consisting of common wires,
The nonvolatile memory device according to claim 2, wherein the write / erase unit is a nonvolatile memory cell in a word line unit.
前記不揮発性メモリセルは、電荷蓄積領域として導電性のフローティングゲートを持ち、1個につき2ビット以上のデータを記憶可能である請求項6記載の不揮発性記憶装置。   7. The non-volatile memory device according to claim 6, wherein each of the non-volatile memory cells has a conductive floating gate as a charge storage region and can store data of 2 bits or more per one. 1個の半導体基板に形成されたフラッシュメモリチップである請求項2乃至4の何れか1項記載の不揮発性記憶装置。   The nonvolatile memory device according to claim 2, wherein the nonvolatile memory device is a flash memory chip formed on a single semiconductor substrate. 前記メモリアレイと前記データバッファを有するフラッシュメモリチップと、前記制御回路を有し前記フラッシュメモリチップに接続されたメモリカードコントローラチップとを備え、前記メモリカードコントローラチップはホストインタフェース機能を有する請求項4記載の不揮発性記憶装置。   5. A flash memory chip having the memory array and the data buffer, and a memory card controller chip having the control circuit and connected to the flash memory chip, wherein the memory card controller chip has a host interface function. The non-volatile storage device described. メモリアレイとデータバッファと制御回路を有し、
前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを夫々有する消去及び書込み単位を複数単位備えた複数の記憶区画を有し、
前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線を共有し、
前記データバッファは少なくとも1個の前記消去及び書込み単位の記憶容量を有し、
前記制御回路は、記憶情報の書換えに指示に応答して、書換え対象とされる消去及び書込み単位を含む記憶区画の情報に対する別の記憶区画への一括の書き換えを制御し、
前記一括書換え制御は、書換え対象の記憶区画に配置された複数の消去及び書込み単位の配列に対して先頭の1単位の記憶情報を前記データバッファに読み込み、書換え先の区画において先頭から2単位を消去し、前記データバッファに読み込んだ記憶情報を先頭の単位に書込み、その後、データバッファへの新たなデータの読み込み、消去及び書込み単位に対する消去、並びに消去及び書込み単位に対する書き込み、の各々の対象を前記一方向の次の消去及び書込み単位に順次変更して、前記一方向の終点に位置する消去及び書込み単位に対する書き込みを完了するまで前記読み込み、消去及び書込みの処理を順次繰り返し、書換え元の記憶区画と書換え先の記憶区画とのアドレス配置を入れ換える制御である不揮発性記憶装置。
A memory array, a data buffer, and a control circuit;
The memory array has a plurality of storage sections each having a plurality of erase and write units each having a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells.
Non-volatile memory cells included in the erase and write unit share a word line connected to the selection terminal,
The data buffer has a storage capacity of at least one of the erase and write units;
In response to the instruction to rewrite the storage information, the control circuit controls batch rewriting to another storage partition for information on the storage partition including the erasure and write unit to be rewritten,
In the batch rewrite control, the storage information of the first unit is read into the data buffer with respect to the plurality of erase and write unit arrays arranged in the storage partition to be rewritten, and two units from the top in the rewrite destination partition are read. Erase and write the storage information read into the data buffer in the first unit, then read new data into the data buffer, erase and erase for the write unit, and erase and write for the write unit. Sequentially change to the next erase and write unit in the one direction, and sequentially repeat the read, erase and write processes until writing to the erase and write unit located at the end point in the one direction is completed, and store the rewrite source A non-volatile storage device which is a control for switching the address arrangement between a partition and a rewrite destination storage partition.
前記制御回路は、書き換え制御において、前記データバッファに読み込んだ消去及び書込み対象単位に対するデータのモディファイを前記データバッファ上で行なう請求項10記載の不揮発性記憶装置。   The nonvolatile memory device according to claim 10, wherein the control circuit performs data modification on the data buffer with respect to a unit to be erased and written into the data buffer in rewrite control. 前記制御回路は、記憶区画に対する初期書き込み指示に応答して、書換え対象の記憶区画に配置された複数の消去及び書込み単位の配列に対して先頭から一方向に連続2単位を消去し、先頭の単位に対して書込みを行ない、その後、消去及び書込み単位に対する消去、並びに消去及び書込み単位に対する書き込みの、各々の対象を前記一方向の次の消去及び書込み単位に順次変更して、前記一方向の終点に位置する消去及び書込み単位に対する書き込みを完了するまで前記消去及び書込みの処理を順次繰り返す制御を行う請求項11記載の不揮発性記憶装置。   In response to the initial write instruction for the storage partition, the control circuit erases two consecutive units in one direction from the top to the plurality of erase and write unit arrays arranged in the storage partition to be rewritten, Write to the unit, and then sequentially change each target of erasure and erase to the write unit and erase and write to the write unit to the next erase and write unit in the one direction, 12. The non-volatile memory device according to claim 11, wherein control for sequentially repeating the erasing and writing processes is performed until the writing to the erasing and writing unit located at the end point is completed. メモリアレイとデータバッファと制御回路を有し、
前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを夫々有する消去及び書込み単位を複数単位備えた複数の記憶区画を有し、
前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線を共有し、
前記データバッファは少なくとも3個の前記消去及び書込み単位の記憶容量を有し、
前記制御回路は、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされる消去及び書込み単位を含む記憶区画に対する一括書き換えを制御し、
前記一括書換え制御は、書換え対象の記憶区画に配置された複数の消去及び書込み単位の配列に対して先頭から一方向に連続3単位の記憶情報を前記データバッファに読み込み、当該記憶区画において先頭から2単位を消去し、先頭の単位に対して書込みを行ない、その後、データバッファへの新たなデータの読み込み、消去及び書込み単位に対する消去、並びに消去及び書込み単位に対する書き込み、の各々の対象を前記一方向の次の消去及び書込み単位に順次変更して、前記一方向の終点に位置する消去及び書込み単位に対する書き込みを完了するまで前記読み込み、消去及び書込みの処理を順次繰り返す制御である不揮発性記憶装置。
A memory array, a data buffer, and a control circuit;
The memory array has a plurality of storage sections each having a plurality of erase and write units each having a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells.
Non-volatile memory cells included in the erase and write unit share a word line connected to the selection terminal,
The data buffer has a storage capacity of at least three of the erase and write units;
In response to a rewrite instruction for storage information, the control circuit controls batch rewriting for a storage partition including an erase and write unit to be rewritten,
The batch rewrite control reads storage information of three consecutive units in one direction from the top to the plurality of erasure and write unit arrays arranged in the storage partition to be rewritten, from the top in the storage partition. The two units are erased, the first unit is written, then new data is read into the data buffer, erased and erased for the writing unit, and erased and written to the writing unit. Non-volatile storage device which is a control that sequentially changes to the next erasing and writing unit in the direction and sequentially repeats the reading, erasing and writing processes until writing to the erasing and writing unit located at the end point in the one direction is completed .
前記制御回路は、書き換え制御において、前記データバッファに読み込んだ消去及び書込み対象単位に対するデータのモディファイを前記データバッファ上で行なう請求項13記載の不揮発性記憶装置。   The non-volatile memory device according to claim 13, wherein the control circuit performs data modification on the data buffer with respect to a unit to be erased and written into the data buffer in rewrite control. 前記制御回路は、記憶区画に対する初期書き込み指示に応答して、書換え対象の記憶区画に配置された複数の消去及び書込み単位の配列に対して先頭から一方向に連続2単位を消去し、先頭の単位に対して書込みを行ない、その後、消去及び書込み単位に対する消去、並びに消去及び書込み単位に対する書き込み、の各々の対象を前記一方向の次の消去及び書込み単位に順次変更して、前記一方向の終点に位置する消去及び書込み単位に対する書き込みを完了するまで前記消去及び書込みの処理を順次繰り返す制御を行う請求項14記載の不揮発性記憶装置。   In response to the initial write instruction for the storage partition, the control circuit erases two consecutive units in one direction from the top to the plurality of erase and write unit arrays arranged in the storage partition to be rewritten, Write to the unit, and then sequentially change the target of erasure and erase to the write unit, and erase and write to the write unit to the next erase and write unit in the one direction, The non-volatile memory device according to claim 14, wherein control for sequentially repeating the erasing and writing processes is performed until writing to an erasing and writing unit positioned at an end point is completed. メモリアレイとデータバッファと制御回路を有し、
前記メモリアレイは、電気的に消去及び書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを夫々有する消去及び書込み単位を複数単位備えた複数の記憶区画を有し、
前記消去及び書込み単位に含まれる不揮発性メモリセルはその選択端子に接続されたワード線を共有し、
前記データバッファは少なくとも1個の前記消去及び書込み単位の記憶容量を有し、
前記制御回路は、記憶情報の書換え指示に応答して、書換え対象とされる消去及び書込み単位毎にその記憶情報を別の区画の消去及び書込み単位に書込んで、論理アドレスと物理アドレスの対応を組み換える単位書き換えを制御し、
前記単位書換え制御において、消去及び書込み対象とされる単位を前記データバッファに読み込んでモディファイし、書込み先の記憶区画における書き込み対象の消去及び書込み単位とその隣の単位の2単位を消去し、前記書込み先の単位に対して前記モディファイされたデータの書込みを行ない、前記別の区画における書込み対象単位の選択順序は当該区画の先頭から終点に至る一方向とする不揮発性記憶装置。
A memory array, a data buffer, and a control circuit;
The memory array has a plurality of storage sections each having a plurality of erase and write units each having a plurality of electrically erasable and writable nonvolatile memory cells.
Non-volatile memory cells included in the erase and write unit share a word line connected to the selection terminal,
The data buffer has a storage capacity of at least one of the erase and write units;
In response to the rewrite instruction of the storage information, the control circuit writes the storage information for each erase and write unit to be rewritten in the erase and write unit of another partition, and the correspondence between the logical address and the physical address Control unit rewriting,
In the unit rewriting control, the unit to be erased and written is read into the data buffer and modified, and the erased and written unit of the write target in the storage partition of the write destination and the next unit are erased, A non-volatile storage device in which the modified data is written to a write destination unit, and the selection order of units to be written in the other partition is one direction from the start to the end of the partition.
前記メモリアレイとデータバッファと制御回路は、1個の半導体基板に形成されたフラッシュメモリチップが備える請求項10又は13記載の不揮発性記憶装置。   14. The nonvolatile memory device according to claim 10, wherein the memory array, the data buffer, and the control circuit are provided in a flash memory chip formed on one semiconductor substrate. 前記メモリアレイと前記データバッファを有するフラッシュメモリチップと、前記制御回路を有し前記フラッシュメモリチップに接続されたメモリカードコントローラチップとを備え、前記メモリカードコントローラチップはホストインタフェース機能を有する請求項16記載の不揮発性記憶装置。   17. A flash memory chip having the memory array and the data buffer, and a memory card controller chip having the control circuit and connected to the flash memory chip, wherein the memory card controller chip has a host interface function. The non-volatile storage device described. 前記記憶区画は、主ビット線に選択スイッチを介して導通可能にされた複数の副ビット線と、各々の前記副ビット線に一方の入出力端子が結合された複数の不揮発性メモリセルと、前記複数の副ビット線に交差する方向に配置され各々に前記不揮発性メモリセルの選択端子が結合された複数のワード線と、前複数の不揮発性メモリの他方の入出力端子に共通接続されたコモン線から成り、
前記書込み消去単位はワード線単位の不揮発性メモリセルである請求項10、13又は16記載の不揮発性記憶装置。
The storage section includes a plurality of sub bit lines that are rendered conductive to a main bit line via a selection switch, and a plurality of nonvolatile memory cells having one input / output terminal coupled to each of the sub bit lines, A plurality of word lines arranged in a direction intersecting with the plurality of sub-bit lines, each having a selection terminal of the nonvolatile memory cell coupled thereto, and the other input / output terminals of the plurality of previous nonvolatile memories are commonly connected. Consisting of common wires,
17. The nonvolatile memory device according to claim 10, 13 or 16, wherein said write / erase unit is a nonvolatile memory cell in word line unit.
前記不揮発性メモリセルは、電荷蓄積領域として導電性のフローティングゲートを持ち、1個につき2ビット以上のデータを記憶可能である請求項19記載の不揮発性記憶装置。   The nonvolatile memory device according to claim 19, wherein each of the nonvolatile memory cells has a conductive floating gate as a charge accumulation region, and can store data of 2 bits or more per one.
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