JP3210259B2 - Semiconductor storage device and storage system - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的書き換え可
能な半導体記憶装置及び記憶システムに係わり、特に多
値記憶の半導体記憶装置とこれを具備した記憶システム
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically rewritable semiconductor memory device and a storage system, and more particularly to a multivalued semiconductor memory device and a storage system including the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】不揮発性半導体記憶装置は、電源を切っ
てもデータが消えない等の利点があるため、近年大幅に
需要が増大している。電気的に一括消去可能な不揮発性
半導体記憶装置であるフラッシュメモリは、2トランジ
スタ型のバイト型不揮発性半導体記憶装置と異なり、1
トランジスタでメモリセルを構成することができる。こ
の結果、メモリセルを小さくすることが可能となり、大
容量の磁気ディスクの代替用途等が期待されている。2. Description of the Related Art Demand for a nonvolatile semiconductor memory device has been greatly increased in recent years because it has an advantage that data is not erased even when power is turned off. A flash memory, which is a non-volatile semiconductor memory device that can be electrically erased in a batch, is different from a two-transistor type byte non-volatile semiconductor memory device in that the
A memory cell can be formed using a transistor. As a result, it is possible to reduce the size of the memory cell, and it is expected that a magnetic disk having a large capacity will be used as a substitute.
【0003】こうしたフラッシュメモリの中でも、特に
高集積化に有利なものとしてNAND型EEPROMが
知られている。これは、例えば次のような構造を有す
る。すなわち、電荷蓄積層となる浮遊ゲートと制御ゲー
トとが積層されたnチャネルFETMOS構造を有する
複数のメモリセルを例えばカラム方向に並べ、これらの
セルのうちの互いに隣り合うセル同士のソースとドレイ
ンを順次直列に接続する。このような接続により、複数
のメモリセルが直列接続された単位セル群(NANDセ
ル)を構成し、こうした単位セル群を一単位としてビッ
ト線に接続する。Among such flash memories, a NAND type EEPROM is known as being particularly advantageous for high integration. It has, for example, the following structure. That is, a plurality of memory cells having an n-channel FET MOS structure in which a floating gate serving as a charge storage layer and a control gate are stacked are arranged, for example, in a column direction, and the source and drain of adjacent cells among these cells are determined. Connect in series. By such a connection, a unit cell group (NAND cell) in which a plurality of memory cells are connected in series is formed, and the unit cell group is connected to the bit line as one unit.
【0004】ここで図74(a)、(b)に、NAND
型EEPROMにおける一つのNANDセルの平面図及
び回路図を示す。また図75は、図74に示されるNA
NDセルの縦断面図であり、図75(a)は図74
(a)中のA−A´線断面図、図75(b)は図74
(a)中のB−B´線断面図をそれぞれ示す。FIGS. 74 (a) and 74 (b) show a NAND flash memory.
FIG. 1 shows a plan view and a circuit diagram of one NAND cell in a type EEPROM. FIG. 75 shows the NA shown in FIG.
FIG. 75 (a) is a longitudinal sectional view of the ND cell, and FIG.
FIG. 75A is a sectional view taken along line AA ′ in FIG.
(A) is a cross-sectional view taken along line BB ′.
【0005】図示される通り、p型基板11またはn型
基板に形成されたp型ウェル内に素子分離酸化膜12で
囲まれた素子領域が設けられ、この素子領域にNAND
セルが形成される。ここでは、8個のメモリセルM1〜
M8が直列に接続されて一つのNANDセルを構成して
いる。nチャネルFETMOS構造を有する各メモリセ
ルにおいては、p型シリコン半導体基板11上に第1の
ゲート絶縁膜13を介して電荷蓄積層となる浮遊ゲート
14(14−1,14−2,…,14−8)が形成さ
れ、さらにその上に第2のゲート絶縁膜15を介して制
御ゲート16(16−1,16−2,…,16−8)が
積層される。またnチャネルFETMOS構造における
n型拡散層19は、隣接する二つのメモリセルの一方で
はソースとして、他方ではドレインとして共用され、こ
れにより各メモリセルが直列に接続されることになる。1, an element region surrounded by an element isolation oxide film 12 is provided in a p-type well formed on a p-type substrate 11 or an n-type substrate.
A cell is formed. Here, eight memory cells M1 to M1
M8 are connected in series to form one NAND cell. In each memory cell having an n-channel FET MOS structure, a floating gate 14 (14-1, 14-2,..., 14) serving as a charge storage layer is provided on a p-type silicon semiconductor substrate 11 via a first gate insulating film 13. -8) is formed thereon, and the control gates 16 (16-1, 16-2,..., 16-8) are stacked thereon via the second gate insulating film 15. Further, the n-type diffusion layer 19 in the n-channel FET MOS structure is shared as a source on one of two adjacent memory cells and as a drain on the other, whereby each memory cell is connected in series.
【0006】このようなNANDセルのドレイン側とソ
ース側には、それぞれメモリセルの浮遊ゲート14、制
御ゲート16と同じプロセスによって形成された選択ゲ
ート14−9,16−9及び14−10,16−10が
設けられている。なお、選択ゲート14−9,16−9
及び14−10,16−10は、ともに図示されない所
望部分で1層目と2層目とが導通接続されている。ま
た、こうして素子形成されたp型シリコン半導体基板1
1の上方は、層間絶縁膜17により覆われている。この
層間絶縁膜17の上にビット線18が配設されており、
ビット線18はNANDセルの一端のドレイン側n型拡
散層19にコンタクトさせられている。すなわちNAN
Dセルのドレイン側は、選択ゲート14−9,16−9
を介してビット線18に接続される。さらにNANDセ
ルのソース側は、選択ゲート14−10,16−10を
介してソース線となるn型拡散層19が形成されてお
り、ソース線は例えば行方向においてビット線64本当
り1箇所設けられたコンタクト部で、基準電位配線とコ
ンタクトする。On the drain side and source side of such a NAND cell, select gates 14-9, 16-9 and 14-10, 16 formed by the same process as the floating gate 14 and control gate 16 of the memory cell, respectively. -10 is provided. The selection gates 14-9, 16-9
And 14-10 and 16-10, the first layer and the second layer are electrically connected at desired portions (not shown). Further, the p-type silicon semiconductor substrate 1 on which the element has been formed in this manner.
1 is covered with an interlayer insulating film 17. A bit line 18 is provided on the interlayer insulating film 17,
The bit line 18 is in contact with the drain-side n-type diffusion layer 19 at one end of the NAND cell. That is, NAN
The drain side of the D cell is connected to select gates 14-9, 16-9.
Is connected to the bit line 18 via the. Further, on the source side of the NAND cell, an n-type diffusion layer 19 serving as a source line is formed via selection gates 14-10 and 16-10, and one source line is provided, for example, for every 64 bit lines in the row direction. The contact portion makes contact with the reference potential wiring.
【0007】一方、行方向に並ぶ複数のNANDセルの
同一行の制御ゲート14は共通に接続され、行方向に走
る制御ゲート線CG1,CG2,…,CG8として配設
されており、これら制御ゲート線はいわゆるワード線と
なっている。すなわち各メモリセルの制御ゲート14
は、それぞれロウ方向に配設されたワード線に接続され
ている。また、選択ゲート14−9,16−9及び14
−10,16−10も、それぞれ行方向に走る選択ゲー
ト線SG1,SG2として配設されている。On the other hand, the control gates 14 in the same row of a plurality of NAND cells arranged in the row direction are connected in common and arranged as control gate lines CG1, CG2,... CG8 running in the row direction. The lines are so-called word lines. That is, the control gate 14 of each memory cell
Are connected to word lines arranged in the row direction, respectively. Also, select gates 14-9, 16-9 and 14
−10 and 16-10 are also provided as select gate lines SG1 and SG2 running in the row direction, respectively.
【0008】さらに図76に、NANDセルのメモリセ
ルアレイの回路図を示す。図76に示される通り、制御
ゲート線CG1,CG2,…,CG8及び選択ゲート線
SG1,SG2は、行方向に連続的に配設される。通常
1本の制御ゲート線、すなわちワード線と共通接続され
るメモリセル群がページ(1ページ)を形成し、1組の
ドレイン側選択ゲート線(選択ゲート14−9,16−
9)及びソース側選択ゲート線(選択ゲート14−1
0,16−10)で挟まれたこのページの集合を、通常
NANDブロック(1NANDブロック)またはブロッ
ク(1ブロック)と呼ぶ。このとき、1ページは例えば
256バイト(256×8)個のメモリセルから構成さ
れ、1ページ分のメモリセルはほぼ同時に書き込みが行
なわれる。また、1ブロックは例えば2048バイト
(2048×8)個のメモリセルから構成され、1ブロ
ック分のメモリセルはほぼ同時に消去される。FIG. 76 is a circuit diagram of a memory cell array of NAND cells. As shown in FIG. 76, control gate lines CG1, CG2,..., CG8 and select gate lines SG1, SG2 are continuously arranged in the row direction. Usually, one control gate line, that is, a memory cell group commonly connected to a word line forms a page (one page), and a set of drain-side select gate lines (select gates 14-9, 16-).
9) and the source side select gate line (select gate 14-1).
The set of pages sandwiched between (0, 16-10) is called a normal NAND block (1 NAND block) or a block (1 block). At this time, one page is composed of, for example, 256-byte (256 × 8) memory cells, and the memory cells for one page are written almost simultaneously. One block is composed of, for example, 2048 bytes (2048 × 8) memory cells, and the memory cells for one block are erased almost simultaneously.
【0009】以下、上述したようなNAND型EEPR
OMの動作について説明する。まずデータの書き込みに
関しては、一般にビット線から遠い方のメモリセルから
順に行なわれる。具体的には、選択されたメモリセルの
制御ゲートには昇圧された書き込み電圧Vpp(=20V
程度)を印加する一方、他の非選択メモリセルの制御ゲ
ート及び第1の選択ゲートにはそれぞれ中間電位(=1
0V程度)を印加する。さらにビット線には、データに
応じて0V(“0”書き込み)又は中間電位(“1”書
き込み)を印加する。こうして、ビット線の電位は選択
されたメモリセルに伝達される。従ってデータが“0”
のときは、選択されたメモリセルで浮遊ゲートと基板と
の間に高電圧が加わり、基板から浮遊ゲートに電子がト
ンネル注入され、メモリセルのトランジスタのしきい値
電圧が正方向にシフトする。逆に、データが“1”のと
きはしきい値電圧は変化しない。A NAND type EEPR as described above will be described below.
The operation of the OM will be described. First, writing of data is generally performed in order from the memory cell farthest from the bit line. Specifically, the boosted write voltage Vpp (= 20 V) is applied to the control gate of the selected memory cell.
, While the control gate and the first select gate of the other unselected memory cells are each applied with an intermediate potential (= 1).
(Approximately 0 V). Further, 0 V ("0" write) or an intermediate potential ("1" write) is applied to the bit line according to the data. Thus, the potential of the bit line is transmitted to the selected memory cell. Therefore, the data is "0"
In this case, a high voltage is applied between the floating gate and the substrate in the selected memory cell, electrons are tunnel-injected from the substrate to the floating gate, and the threshold voltage of the memory cell transistor shifts in the positive direction. Conversely, when the data is "1", the threshold voltage does not change.
【0010】一方データ消去は、ブロック単位でほぼ同
時に行なわれる。すなわち、消去を行なうブロック内の
全ての制御ゲート及び選択ゲートを0Vとし、p型基板
又はn型基板及びこのn型基板に形成されたp型ウェル
に、昇圧された昇圧電位VppE (=20V程度)を印加
する。また、消去を行なわないブロック内の制御ゲート
及び選択ゲートには、上述したような昇圧電位VppE を
印加する。これにより、消去が行なわれるブロックのメ
モリセルにおいて浮遊ゲートに蓄積されていた電子がp
型基板又はn型基板p型ウェルに放出され、トランジス
タのしきい値電圧が負の方向にシフトする。On the other hand, data is erased almost simultaneously in block units. That is, all the control gates and select gates in the block to be erased are set to 0 V, and the boosted potential VppE (= about 20 V) is applied to the p-type substrate or the n-type substrate and the p-type well formed on the n-type substrate. ). Further, the above-mentioned boosted potential VppE is applied to the control gate and the selection gate in the block which is not erased. As a result, electrons accumulated in the floating gate in the memory cells of the block to be erased are p
It is released to the p-type well of the type substrate or the n-type substrate, and the threshold voltage of the transistor shifts in the negative direction.
【0011】さらにデータの読み出し動作については、
ビット線をプリチャージした後ビット線をフローティン
グとし、選択されたメモリセルの制御ゲートを0V、そ
れ以外のメモリセルの制御ゲート及び選択ゲートを電源
電圧Vcc(例えば3V)、ソース線を0Vとしたうえ
で、選択されたメモリセルで電流が流れるか否かをビッ
ト線に検出することで行なわれる。すなわち、選択され
たメモリセルに書き込まれたデータが“0”(メモリセ
ルのトランジスタのしきい値電圧Vth>0)ならば、ト
ランジスタはオフになるのでビット線はプリチャージ電
位を保つが、“1”(メモリセルのトランジスタのしき
い値電圧Vth<0)であれば、メモリセルは“ON”し
てビット線はプリチャージ電位からΔVだけ電位が下が
る。従って、こうしたビット線電位をセンスアンプで検
出することにより、メモリセルのデータを読み出すこと
ができる。Regarding the data read operation,
After the bit line is precharged, the bit line is floated, the control gate of the selected memory cell is set to 0 V, the control gates and select gates of the other memory cells are set to the power supply voltage Vcc (for example, 3 V), and the source line is set to 0 V. Then, whether or not a current flows in the selected memory cell is detected by detecting the bit line. That is, if the data written in the selected memory cell is "0" (threshold voltage Vth> 0 of the transistor of the memory cell), the transistor is turned off and the bit line maintains the precharge potential. If 1 "(threshold voltage Vth <0 of the transistor of the memory cell), the memory cell is turned" ON "and the potential of the bit line drops from the precharge potential by ΔV. Therefore, data of the memory cell can be read by detecting such a bit line potential with a sense amplifier.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなNAND型EEPROMにおいても、いまだコスト
パフォーマンスの点では磁気ディスクとの隔たりは大き
く、さらなる大容量化を進めてビット単価を低減するこ
と等が強く要望されている。このため最近になって、N
AND型EEPROM等の電気的書き換え可能な不揮発
性半導体記憶装置に対し、一つのメモリセルに3値以上
の情報を記憶させる多値記憶技術が提案されている(例
えば特開平7−93979号公報)。Incidentally, even in the above-mentioned NAND type EEPROM, the cost performance is still far from the magnetic disk, and it is necessary to further increase the capacity and reduce the unit cost per bit. There is a strong demand. Therefore, recently, N
For an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device such as an AND type EEPROM, a multi-value storage technology for storing three or more values of information in one memory cell has been proposed (for example, JP-A-7-93979). .
【0013】ここで、一つのメモリセルに4値の情報を
記憶させる4値セルを例にとり、その基本動作について
説明する。まず図77は、4値セルについてメモリセル
のトランジスタのしきい値電圧と4値データとの関係を
示す特性図である。図示される通り、4値セルにおいて
データ“1”の状態は、消去後の状態と同じで例えば負
のしきい値を持つ。これに対し、データ“2”の状態は
例えば0.5〜0.8V、データ“3”の状態は例えば
1.5〜1.8V、データ“4”の状態は例えば2.5
〜2.8Vのしきい値を持つ。Here, the basic operation of a quaternary cell in which quaternary information is stored in one memory cell will be described as an example. First, FIG. 77 is a characteristic diagram showing the relationship between the threshold voltage of the transistor of the memory cell and the quaternary data for the quaternary cell. As shown, the state of data "1" in the quaternary cell is the same as the state after erasing and has, for example, a negative threshold value. On the other hand, the state of data "2" is, for example, 0.5 to 0.8 V, the state of data "3" is, for example, 1.5 to 1.8 V, and the state of data "4" is, for example, 2.5 to 2.5 V.
It has a threshold of ~ 2.8V.
【0014】従って、メモリセルの制御ゲートに図77
に示されるような読み出し電圧VCG3R を印加したとき
に、メモリセルのトランジスタが“ON”か“OFF”
かで、メモリセルのデータが「“1”,“2”のいずれ
かか、あるいは“3”,“4”のいずれかか」を検出で
き、続いて読み出し電圧VCG4R 、VCG2R を印加すること
で、メモリセルのデータを完全に検出できる。このとき
読み出し電圧VCG2R 、VCG 3R、VCG4R は、例えばそれぞ
れ0V、1V、2Vに設定されればよい。Therefore, FIG. 77 is applied to the control gate of the memory cell.
When the read voltage VCG3R as shown in is applied, the transistor of the memory cell turns ON or OFF.
Can be detected as "1" or "2" or "3" or "4" as the data of the memory cell. Then, by applying the read voltages VCG4R and VCG2R, Thus, the data of the memory cell can be completely detected. At this time, the read voltages VCG2R, VCG3R, and VCG4R may be set to, for example, 0 V, 1 V, and 2 V, respectively.
【0015】また、図77中のVCG2V 、VCG3V 、VCG4V
はベリファイ電圧を表し、データ書き込み時には、これ
らベリファイ電圧を制御ゲートに印加してメモリセルの
状態を検知し、充分に書き込みが行なわれたか否かをチ
ェックする。ここでのベリファイ電圧VCG2V 、VCG3V 、
VCG4V は、例えばそれぞれ0.5V、1.5V、2.5
Vとされる。Also, VCG2V, VCG3V, VCG4V in FIG.
Denotes a verify voltage. At the time of data writing, these verify voltages are applied to the control gate to detect the state of the memory cell and check whether or not the writing has been performed sufficiently. The verify voltages VCG2V, VCG3V,
VCG4V is, for example, 0.5V, 1.5V, 2.5V, respectively.
V.
【0016】一方、図78は4値セルに対する書き込み
動作の一例を示す特性図であり、図79はこうした書き
込みを1ページ分のメモリセルに対して行なう場合につ
き、書き込みデータと書き込み先のメモリセルとの対応
を示す概念図である。すなわち、これまでの一般的な4
値セルへの書き込み動作においては、図79に示される
通り外部から入力された書き込みデータが、先頭アドレ
スからA0 ,A1 はメモリセルMC1に、次のA2 ,A
3 はメモリセルMC2に、さらにその次のA4,A5 は
メモリセルMC3にといった具合に順次割り当てられ、
このようにそれぞれ割り当てられた2ビットのアドレス
を基に、各メモリセルにデータが書き込まれる。FIG. 78 is a characteristic diagram showing an example of a write operation to a quaternary cell. FIG. 79 shows write data and a write destination memory cell when such a write is performed to a page of memory cells. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the correspondence with the above. That is, the general 4
In the write operation to the value cell, as shown in FIG. 79, externally input write data is transferred from the start address to A0 and A1 in the memory cell MC1 and to the next A2 and A1.
3 is sequentially allocated to the memory cell MC2, and the next A4 and A5 are sequentially allocated to the memory cell MC3, and so on.
Data is written to each memory cell based on the 2-bit address assigned in this manner.
【0017】具体的に、例えばメモリセルMC1に関し
ては、A0 ,A1 のデータをメモリセルMC1と対応す
るデータ回路に一時記憶したうえで、これらの書き込み
データを基に図78に示されるような書き込みが行なわ
れる。同様に他のメモリセルMC2〜128について
も、A2 〜A255 のデータに応じた“2”書き込み、
“3”書き込み又は“4”書き込みが行なわれるか、あ
るいは消去状態(非書き込み状態)“1”が保持され
る。More specifically, for the memory cell MC1, for example, the data of A0 and A1 is temporarily stored in a data circuit corresponding to the memory cell MC1, and then, based on these write data, a write operation as shown in FIG. Is performed. Similarly, for the other memory cells MC2 to 128, "2" is written according to the data of A2 to A255,
Either “3” write or “4” write is performed, or the erase state (non-write state) “1” is held.
【0018】しかしながらこうした書き込み動作では、
2値セルの“0”書き込みに相当する“2”書き込みに
比べ“3”書き込みに要する時間が長くなり、さらに
“4”書き込みについては一段と長い時間を要する。ま
た、これらのデータが充分に書き込まれたか否かをチェ
ックするうえでも、“2”書き込み、“3”書き込み及
び“4”書き込みのそれぞれに対し個別にチェックを行
なう必要があり、書き込み動作に引き続いて行なわれる
ベリファイリードの動作に関してもその長時間化は避け
られない。従って、上述した通りほぼ同時に書き込みが
行なわれる1ページ分のメモリセル全部に充分データが
書き込まれるまでの時間が増大し、換言すればこのよう
なページ書き込みに要する時間で通常定義される書き込
み時間が長くなるという問題点がある。However, in such a write operation,
The time required for writing "3" is longer than that for "2" writing, which is equivalent to "0" writing for a binary cell, and much longer time is required for "4" writing. Also, in order to check whether or not these data have been sufficiently written, it is necessary to individually check each of "2" write, "3" write and "4" write. It is inevitable that the operation of the verify read performed for a long time is prolonged. Therefore, as described above, the time required for sufficiently writing data in all the memory cells for one page in which writing is performed almost simultaneously increases, in other words, the writing time generally defined by the time required for such page writing is increased. There is a problem that it becomes long.
【0019】さらに、NAND型EEPROM等の電気
的書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置では、電荷蓄
積層としての浮遊ゲートに蓄積されていた電子のリーク
に起因するデータの破壊が問題となることがあるが、多
値記憶の半導体記憶装置はこうしたデータの破壊が発生
しやすく、実用化に当ってさらなる信頼性の向上が求め
られている。すなわち、多値記憶の半導体記憶装置に対
し特にしきい値レベルの高いデータがメモリセルに書き
込まれた場合、基板及び浮遊ゲート間の電界が強いこと
から浮遊ゲート中の蓄積電荷の基板へのリークが増大す
る傾向がある。しかも多値記憶の半導体記憶装置におい
ては、メモリセルに書き込まれる各データ間の状態差が
小さく設定されることが多く、蓄積電荷のリークによる
しきい値レベルの変動がわずかでもデータの破壊が生じ
てしまう。Further, in an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device such as a NAND type EEPROM, data destruction due to leakage of electrons stored in a floating gate as a charge storage layer may be a problem. However, the semiconductor memory device of multi-value storage is liable to cause such data destruction, and further improvement in reliability is required for practical use. That is, when data having a particularly high threshold level is written into a memory cell in a multi-valued semiconductor memory device, the electric charge between the substrate and the floating gate is strong, so that the charge stored in the floating gate leaks to the substrate. Tends to increase. Moreover, in a multi-valued semiconductor memory device, the state difference between data written in memory cells is often set to be small, and even a small change in the threshold level due to leakage of accumulated charges can cause data destruction. Would.
【0020】上述したように従来の多値記憶の半導体記
憶装置は、2値のものに比べ書き込み時間が長いことに
加え信頼性が充分ではないため、いまだ実用化には至っ
ていない。本発明はこのような事情を考慮して成された
もので、その目的とするところは、書き込み時間が短縮
され、さらには信頼性の向上が可能となる多値記憶の半
導体記憶装置と、こうした半導体記憶装置を具備した記
憶システムを提供することにある。As described above, the conventional multi-level storage semiconductor memory device has not yet been put to practical use because the write time is longer than the binary one and the reliability is not sufficient. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device of a multi-value memory capable of shortening a writing time and further improving reliability. An object of the present invention is to provide a storage system including a semiconductor storage device.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。 (1)“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、
“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態
は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以
下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iのしき
い値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセルを
備えた半導体記憶装置において、メモリセルが“1”状
態,“2”状態,…,“m−1”状態,“m”状態(m
は2以上の自然数)のいずれかを保持する場合に、メモ
リセルの外部から入力する書き込みデータとメモリセル
が保持するデータに基づいて、前記メモリセルを“1”
状態,“2”状態,…,“k−1”状態,“k”状態
(kはmより大きい自然数)のいずれかにすることを特
徴とする。In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration. (1) the "1" state has a first threshold level;
The “2” state has a second threshold level, the “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n, and n is greater than or equal to 3). , "M-1" in a semiconductor memory device having a memory cell storing an n value having an i-th threshold level. State, “m” state (m
Is a natural number of 2 or more), the memory cell is set to “1” based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell.
, "K-1" state, or "k" state (k is a natural number greater than m).
【0022】(2)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルにバイアスを供給して所望
のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフトさ
せる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バイア
スが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメモリ
セルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、しきい
値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メモリ
セルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ手段
とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセルへの
バイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバ
イアス値が段階的に増加する半導体記憶装置において、
メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,
…,“m−1”状態,“m”状態(mは2以上の自然
数)のいずれかのしきい値レベルにする第1の書き込み
モードと、メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,
“m−1”状態,“m”状態のいずれかのしきい値レベ
ルである場合に、メモリセルの外部から入力する書き込
みデータとメモリセルのしきい値レベルに基づいて、前
記メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“k−
1”状態,“k”状態(kはmより大きい自然数)のい
ずれかのしきい値レベルにする第2の書き込みモードと
を有し、前記第1の書き込みモードにおける前記バイア
ス値の増加幅をΔVpp1 、前記第2の書き込みモードに
おける前記バイアス値の増加幅をΔVpp2 としたとき、
ΔVpp1 <ΔVpp2 の関係を満足することを特徴とす
る。(2) the "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The "3" state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels, and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time. Verifying whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts Means for providing a bias to the memory cell by the writing means, wherein the bias value increases stepwise according to the number of repetitions.
When the memory cell is at the threshold level of the “1” state, the memory cell is set to the “1” state, the “2” state, or the like based on write data input from outside the memory cell.
.., A first write mode for setting the threshold level to one of the “m−1” state and the “m” state (m is a natural number of 2 or more), and the “1” state and the “2” state of the memory cell ,…,
When the memory cell is at one of the threshold levels of the “m−1” state and the “m” state, the memory cell is set to “based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell. 1 "state," 2 "state, ...," k-
A second write mode in which the threshold level is set to one of a 1 "state and a" k "state (k is a natural number larger than m), and the increase width of the bias value in the first write mode is ΔVpp1, where ΔVpp2 is the increase width of the bias value in the second write mode,
It is characterized by satisfying the relationship of ΔVpp1 <ΔVpp2.
【0023】(3)(1)、(2)において、“1”状
態が消去状態であり、“2”状態,“3”状態,…,
“m−1”状態,“m”状態のしきい値分布幅が“m+
1”状態,“m+2”状態,…,“k−1”状態,
“k”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特徴とす
る。(3) In (1) and (2), the “1” state is the erased state, and the “2” state, “3” state,.
The threshold distribution width of the “m−1” state and the “m” state is “m +”
1 "state," m + 2 "state, ...," k-1 "state,
It is characterized by being narrower than the threshold distribution width in the “k” state.
【0024】(4)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルを備えた半導体記憶装置において、メモリセル
が“1”状態,“2”状態,…,“2m-1 −1”状態,
“2m-1 ”状態(mはn=2m を満たす自然数)のいず
れかを保持する場合に、メモリセルの外部から入力する
書き込みデータとメモリセルが保持するデータに基づい
て、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,
“2m −1”状態,“2m ”状態のいずれかにすること
を特徴とする。(4) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. In a semiconductor memory device having a memory cell for storing a value, the memory cell is in a “1” state, a “2” state,..., A “2 m−1 −1” state,
When one of the “2 m−1 ” states (m is a natural number satisfying n = 2 m ) is held, the memory cell is determined based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. In the “1” state, “2” state,.
The state is set to one of the “2 m −1” state and the “2 m ” state.
【0025】(5)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルにバイアスを供給して所望
のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフトさ
せる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バイア
スが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメモリ
セルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、しきい
値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メモリ
セルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ手段
とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセルへの
バイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバ
イアス値が段階的に増加する半導体記憶装置において、
メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて、前記メモリセルを“1”状態又は“2”状態の
いずれかのしきい値レベルにする第1の書き込みモード
と、メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2
m-1 −1”状態,“2m-1 ”状態(mはn=2m を満た
す自然数)のいずれかのしきい値レベルである場合に、
メモリセルの外部から入力する書き込みデータとメモリ
セルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセルを
“1”状態,“2”状態,…,“2m −1”状態,“2
m ”状態のいずれかのしきい値レベルにする第mの書き
込みモードとを有し、前記第1の書き込みモードにおけ
る前記バイアス値の増加幅をΔVpp1 、前記第mの書き
込みモードにおける前記バイアス値の増加幅をΔVppm
としたとき、ΔVpp1 <ΔVppm の関係を満足すること
を特徴とする。(5) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels, and a memory for supplying a bias to the memory cell for a predetermined time. Verifying whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts Means, wherein when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated, a bias value increases stepwise according to the number of repetitions.
When the memory cell is at the threshold level of the “1” state, the memory cell is set to a threshold of either the “1” state or the “2” state based on write data input from outside the memory cell. , "1" state, "2" state,..., "2"
m-1 -1 "state," 2 m-1 "state (m is a natural number satisfying n = 2 m) in the case of any of the threshold levels,
Based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell, the memory cell is set to a “1” state, a “2” state,..., A “2 m −1” state, a “2 m −1” state.
m "state, wherein the threshold value is any one of the threshold levels in the" m "state, the increase in the bias value in the first write mode is ΔVpp1, and the bias value in the m-th write mode is ΔVppm increase
, The relationship of ΔVpp1 <ΔVppm is satisfied.
【0026】(6)(5)において、“2”状態のしき
い値分布幅が“2m-1 +1”状態,“2m-1 +2”状
態,…,“2m −1”状態,“2m ”状態のしきい値分
布幅よりも狭いことを特徴とする。 (7)(4)、(5)において、“1”状態が消去状態
であり、“2”状態,“3”状態,…,“2m-1 −1”
状態,“2m-1 ”状態のしきい値分布幅が“2m-1 +
1”状態,“2m-1 +2”状態,…,“2m −1”状
態,“2m ”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特
徴とする。(6) In (5), the threshold distribution width of the "2" state is "2 m-1 +1" state, "2 m-1 +2" state,..., "2 m -1" state, It is characterized by being narrower than the threshold distribution width in the “2 m ” state. (7) In (4) and (5), the “1” state is the erase state, and the “2” state, “3” state,..., “2 m−1 −1”
State, the threshold distribution width in the "2 m-1 " state is "2 m-1 +
It is characterized in that it is narrower than the threshold distribution width of the "1" state, "2 m-1 +2" state,..., "2 m -1" state, and "2 m " state.
【0027】(8)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルを備えた半導体記憶装置において、メモリセル
が“1”状態又は“2”状態を保持する場合に、メモリ
セルの外部から入力する書き込みデータとメモリセルが
保持するデータに基づいて、前記メモリセルを“1”状
態,“2”状態,“3”状態又は“4”状態にすること
を特徴とする。(8) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. In a semiconductor memory device having a memory cell for storing a value, when the memory cell holds the “1” state or the “2” state, it is determined based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. The memory cell is set to a "1" state, a "2" state, a "3" state or a "4" state.
【0028】(9)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルにバイアスを供給して所望
のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフトさ
せる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バイア
スが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメモリ
セルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、しきい
値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メモリ
セルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ手段
とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセルへの
バイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバ
イアス値が段階的に増加する半導体記憶装置において、
メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて、前記メモリセルを“1”状態又は“2”状態の
いずれかのしきい値レベルにする第1の書き込みモード
と、メモリセルが“1”状態又は“2”状態のしきい値
レベルである場合に、メモリセルの外部から入力する書
き込みデータとメモリセルのしきい値レベルに基づい
て、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,“3”
状態又は“4”状態のいずれかのしきい値レベルにする
第2の書き込みモードとを有し、前記第1の書き込みモ
ードにおける前記バイアス値の増加幅をΔVpp1 、前記
第2の書き込みモードにおける前記バイアス値の増加幅
をΔVpp2 としたとき、ΔVpp1 <ΔVpp2 の関係を満
足することを特徴とする。(9) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The "3" state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels, and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time. Verifying whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts Means for providing a bias to the memory cell by the writing means, wherein the bias value increases stepwise according to the number of repetitions.
When the memory cell is at the threshold level of the “1” state, the memory cell is set to a threshold of either the “1” state or the “2” state based on write data input from outside the memory cell. A first write mode for setting the level of the memory cell to a threshold level of the "1" state or the "2"state; Based on the above, the memory cells are set in the “1” state, the “2” state, the “3” state.
A second write mode for setting the threshold level to one of the state and the "4" state, wherein the increase width of the bias value in the first write mode is ΔVpp1 and the second write mode is When the increment of the bias value is ΔVpp2, the relationship of ΔVpp1 <ΔVpp2 is satisfied.
【0029】(10)(8)、(9)において、“1”状
態が消去状態であり、“2”状態のしきい値分布幅が
“3”状態及び“4”状態のしきい値分布幅よりも狭い
ことを特徴とする。(10) In (8) and (9), the “1” state is the erased state, and the threshold distribution width of the “2” state is the threshold distribution of the “3” state and the “4” state. It is characterized by being narrower than the width.
【0030】(11)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルを備えた半導体記憶装置において、メモリセル
が“1”状態,“2”状態,…,“r−1”状態,
“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかを保持す
る場合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデー
タとメモリセルが保持するデータに基づいて、前記メモ
リセルを“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状
態,“s”状態(sはrより大きい自然数)のいずれか
にし、メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“s
−1”状態,“s”状態のいずれかを保持する場合に、
メモリセルの外部から入力する書き込みデータとメモリ
セルが保持するデータに基づいて、前記メモリセルを
“1”状態,“2”状態,…,“t−1”状態,“t”
状態(tはsより大きい自然数)のいずれかにすること
を特徴とする。(11) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. In a semiconductor memory device having a memory cell for storing a value, the memory cell may be in a “1” state, a “2” state,.
When any of the “r” states (r is a natural number of 2 or more) is held, the memory cell is set to the “1” state based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. , "S-1" state or "s" state (s is a natural number larger than r), and the memory cells are in "1" state, "2" state,.
When holding either the “-1” state or the “s” state,
Based on the write data input from outside the memory cell and the data held by the memory cell, the memory cell is set to a “1” state, a “2” state,..., A “t−1” state, a “t” state.
One of the states (t is a natural number greater than s).
【0031】(12)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルにバイアスを供給して所望
のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフトさ
せる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バイア
スが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメモリ
セルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、しきい
値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メモリ
セルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ手段
とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセルへの
バイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバ
イアス値が段階的に増加する半導体記憶装置において、
メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に、メモリセルの外部から入
力する書き込みデータとメモリセルのしきい値レベルに
基づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,
…,“s−1”状態,“s”状態(sはrより大きい自
然数)のいずれかのしきい値レベルにする第j(jは2
以上の自然数)の書き込みモードと、メモリセルが
“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状態,“s”
状態のいずれかのしきい値レベルである場合に、メモリ
セルの外部から入力する書き込みデータとメモリセルの
しきい値レベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状
態,“2”状態,…,“t−1”状態,“t”状態(t
はsより大きい自然数)のいずれかのしきい値レベルに
する第j+1の書き込みモードとを有し、前記第jの書
き込みモードにおける前記バイアス値の増加幅をΔVpp
j 、前記第j +1の書き込みモードにおける前記バイア
ス値の増加幅をΔVpp(j+1) としたとき、ΔVppj <Δ
Vpp(j+1) の関係を満足することを特徴とする。(12) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels, and a memory for supplying a bias to the memory cell for a predetermined time. Verifying whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts Means, wherein when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated, a bias value increases stepwise according to the number of repetitions.
The memory cells are in the “1” state, the “2” state,..., “R−1”
The threshold value of the memory cell based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell when the threshold level is any of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more). When the cell is in the “1” state, the “2” state,
, A j-th (j is 2) state which is a threshold level of one of the "s-1" state and the "s" state (s is a natural number larger than r)
, "S" state, "s-1" state, "1" state, "2" state,.
If the threshold level is any of the states, the memory cell is set to a "1" state, a "2" state,... Based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell. , “T−1” state, “t” state (t
A natural number greater than s), and a (j + 1) th write mode in which the threshold level is increased by ΔVpp in the jth write mode.
j, ΔVpp (j + 1) where ΔVpp (j + 1) is the increase width of the bias value in the (j + 1) th write mode.
Vpp (j + 1) is satisfied.
【0032】(13)(11)、(12)において、“r+
1”状態,“r+2”状態,…,“s−1”状態,
“s”状態のしきい値分布幅が“s+1”状態,“s+
2”状態,…,“t−1”状態,“t”状態のしきい値
分布幅よりも狭いことを特徴とする。 (14)(11)〜(13)において、“1”状態が消去状態
であり、“2”状態,“3”状態,…,“r−1”状
態,“r”状態のしきい値分布幅が“r+1”状態,
“r+2”状態,…,“s−1”状態,“s”状態のし
きい値分布幅よりも狭いことを特徴とする。(13) In (11) and (12), "r +
1 "state," r + 2 "state, ...," s-1 "state,
The threshold distribution width of the “s” state is “s + 1” state, “s +
It is characterized in that it is narrower than the threshold distribution width of the “2” state,..., “T−1” state, and “t” state (14) In (11) to (13), the “1” state is erased. , “R−1” state, “r” state, the threshold distribution width is “r + 1” state,
It is characterized in that it is narrower than the threshold distribution width in the “r + 2” state,..., “S−1” state, and “s” state.
【0033】(15)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルを備えた半導体記憶装置において、メモリセル
が“1”状態,“2”状態,…,“2k-1 −1”状態,
“2k-1 ”状態(kは2以上の自然数)のいずれかを保
持する場合に、メモリセルの外部から入力する書き込み
データとメモリセルが保持するデータに基づいて、前記
メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“2k −
1”状態,“2k ”状態のいずれかにし、メモリセルが
“1”状態,“2”状態,…,“2k −1”状態,“2
k ”状態のいずれかを保持する場合に、メモリセルの外
部から入力する書き込みデータとメモリセルが保持する
データに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,
“2”状態,…,“2k+1 −1”状態,“2k+1 ”状態
のいずれかにすることを特徴とする。(15) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. In a semiconductor memory device having a memory cell for storing a value, the memory cell is in a "1" state, a "2" state,..., A "2 k-1 -1" state,
When any of the “2 k−1 ” states (k is a natural number of 2 or more) is held, the memory cell is set to “1” based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. State, “2” state, ..., “2 k −
1 ”state or“ 2 k ”state, and the memory cell is in“ 1 ”state,“ 2 ”state,...,“ 2 k −1 ”state,“ 2 k
k ”state, the memory cell is set to a“ 1 ”state based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell.
.., “2 k + 1 −1” state, or “2 k + 1 ” state.
【0034】(16)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルにバイアスを供給して所望
のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフトさ
せる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バイア
スが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメモリ
セルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、しきい
値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メモリ
セルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ手段
とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセルへの
バイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバ
イアス値が段階的に増加する半導体記憶装置において、
メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2k-1 −
1”状態,“2k-1 ”状態(kは2以上の自然数)のい
ずれかのしきい値レベルである場合に、メモリセルの外
部から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい値
レベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,
“2”状態,…,“2k −1”状態,“2k ”状態のい
ずれかのしきい値レベルにする第kの書き込みモード
と、メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2k
−1”状態,“2k ”状態のいずれかのしきい値レベル
である場合に、メモリセルの外部から入力する書き込み
データとメモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記
メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“2k+1 −
1”状態,“2k+1 ”状態のいずれかのしきい値レベル
にする第k+1の書き込みモードとを有し、前記第kの
書き込みモードにおける前記バイアス値の増加幅をΔV
ppk 、前記第k+1の書き込みモードにおける前記バイ
アス値の増加幅をΔVpp(k+1) としたとき、ΔVppk <
ΔVpp(k+1) の関係を満足することを特徴とする。(16) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels, and a memory for supplying a bias to the memory cell for a predetermined time. Verifying whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts Means, wherein when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated, a bias value increases stepwise according to the number of repetitions.
The state of the memory cell is “1” state, “2” state,..., “2 k−1 −
When the threshold level is any of the 1 ”state and the“ 2 k−1 ”state (k is a natural number of 2 or more), the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell The memory cell is set to a “1” state based on
The k-th write mode for setting any one of the threshold levels of the “2” state,..., “2 k −1” state and “2 k ” state, and the memory cell in the “1” state, “2” state, …, “2 k
-1 "state,""when any of these threshold level states, based on a threshold level of the write data and the memory cell input from the outside of the memory cell, the memory cell" 2 k 1 "State," 2 "state, ...," 2 k + 1-
1) state and a (k + 1) -th write mode for setting the threshold level to one of the “2 k + 1 ” state, and the increase in the bias value in the k-th write mode is ΔV
ppk, where ΔVpp (k + 1) is the increment of the bias value in the (k + 1) th write mode,
It is characterized by satisfying the relationship of ΔVpp (k + 1).
【0035】(17)(15)(16)において、“2k-1 +
1”状態,“2k-1 +2”状態,…,“2k −1”状
態,“2k ”状態のしきい値分布幅が“2k +1”状
態,“2k+2”状態,…,“2k+1 −1”状態,“2
k+1 ”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特徴とす
る。 (18)(15)〜(17)において、“1”状態が消去状態
であり、“2”状態,“3”状態,…,“2k-1 −1”
状態,“2k-1 ”状態のしきい値分布幅が“2k-1 +
1”状態,“2k-1 +2”状態,…,“2k −1”状
態,“2k ”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特
徴とする。(17) In (15) and (16), "2 k-1 +
1 ”state,“ 2 k−1 +2 ”state,...,“ 2 k −1 ”state,“ 2 k ”state threshold distribution width is“ 2 k +1 ”state,“ 2 k +2 ”state,. , “2 k + 1 −1” state, “2 k + 1 −1”
It is characterized by being narrower than the threshold distribution width of the ( k + 1 ) state. (18) In (15) to (17), the “1” state is the erased state, the “2” state, and “3”. State, ..., "2 k-1 -1"
State, the threshold distribution width of the "2 k-1 " state is "2 k-1 +
It is characterized in that it is narrower than the threshold distribution width of the “1” state, “2 k−1 +2” state,..., “2 k −1” state, and “2 k ” state.
【0036】(19)(15)〜(18)において、“1”状
態が消去状態であり、“2”状態のしきい値分布幅が
“3”状態,“4”状態,…,“2k-1 −1”状態,
“2k-1 ”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特徴
とする。(19) In (15) to (18), the “1” state is the erased state, and the threshold distribution width of the “2” state is “3” state, “4” state,. k-1 -1 "state,
It is characterized by being narrower than the threshold distribution width in the “2 k−1 ” state.
【0037】(20)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルを備えた半導体記憶装置において、第1の書き
込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レベルが入力
すると“1”状態になり、第2の論理レベルが入力する
と“2”状態になり、第k−1(kは2以上の自然数)
の書き込み動作の結果“A”状態であるメモリセルは第
kの書き込み動作に際し、第2k−1の論理レベルが入
力すると“A”状態になり、第2kの論理レベルが入力
すると“A+2k-1 ”状態になることを特徴とする。(20) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) is n In a semiconductor memory device provided with a memory cell for storing a value, the memory cell becomes "1" when a first logic level is input and "2" when a second logic level is input in a first write operation. State, and the k-1 (k is a natural number of 2 or more)
In the k-th write operation, the memory cell in the “A” state as a result of the write operation enters the “A” state when the 2k−1 logical level is input, and “A + 2 k− ” when the 2k logical level is input. 1 "state.
【0038】(21)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルにバイアスを供給して所望
のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフトさ
せる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バイア
スが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメモリ
セルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、しきい
値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メモリ
セルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ手段
とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセルへの
バイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバ
イアス値が段階的に増加する半導体記憶装置において、
第1の書き込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レ
ベルが入力すると“1”状態になり、第2の論理レベル
が入力すると“2”状態になり、第k−1(kは2以上
の自然数)の書き込み動作の結果“A”状態であるメモ
リセルは第kの書き込み動作に際し、第2k−1の論理
レベルが入力すると“A”状態になり、第2kの論理レ
ベルが入力すると“A+2k-1 ”状態になり、前記第1
の書き込み動作を行なう第1の書き込みモードにおける
前記バイアス値の増加幅をΔVpp1 、前記第kの書き込
み動作を行なう第kの書き込みモードにおける前記バイ
アス値の増加幅をΔVppk としたとき、ΔVpp1 <ΔV
ppk の関係を満足することを特徴とする。(21) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The "3" state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels, and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time. Verifying whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts Means for providing a bias to the memory cell by the writing means, wherein the bias value increases stepwise according to the number of repetitions.
At the time of the first write operation, the memory cell goes into the “1” state when the first logic level is input, goes into the “2” state when the second logic level is input, and becomes k−1 (k is 2 or more). In the k-th write operation, the memory cell in the “A” state as a result of the (natural number) write operation enters the “A” state when the 2k−1 logical level is input, and “A + 2” when the 2k logical level is input. k-1 "state and the first
When the increase width of the bias value in the first write mode in which the write operation is performed is ΔVpp1, and the increase width of the bias value in the k-th write mode in which the k-th write operation is performed is ΔVppk, ΔVpp1 <ΔV
It is characterized by satisfying the relationship of ppk.
【0039】(22)(20)、(21)において、“1”状
態が消去状態であり、“2”状態のしきい値分布幅が
“A+2k-1 ”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを
特徴とする。 (23)(20)、(21)において、“A”状態のしきい値
分布幅が“A+2k-1 ”状態のしきい値分布幅よりも狭
いことを特徴とする。(22) In (20) and (21), the "1" state is the erased state, and the threshold distribution width of the "2" state is larger than the threshold distribution width of the "A + 2 k-1 " state. Is also characterized by being narrow. (23) In the constitutions (20) and (21), the threshold distribution width in the “A” state is narrower than the threshold distribution width in the “A + 2 k−1 ” state.
【0040】(24)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルを備えた半導体記憶装置において、第1の書き
込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レベルが入力
すると“1”状態になり、第2の論理レベルが入力する
と“2”状態になり、第1の書き込み動作の結果“1”
状態であるメモリセルは第2の書き込み動作に際し、第
3の論理レベルが入力すると“1”状態になり、第4の
論理レベルが入力すると“3”状態になり、第1の書き
込み動作の結果“2”状態であるメモリセルは第2の書
き込み動作に際し、第3の論理レベルが入力すると
“2”状態になり、第4の論理レベルが入力すると
“4”状態になることを特徴とする。(24) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. In a semiconductor memory device provided with a memory cell for storing a value, the memory cell becomes "1" when a first logic level is input and "2" when a second logic level is input in a first write operation. State and the result of the first write operation is “1”
In the second write operation, the memory cell that is in the state becomes “1” when a third logical level is inputted, and becomes “3” when a fourth logical level is inputted. As a result of the first write operation, In the second write operation, the memory cell in the “2” state enters the “2” state when the third logical level is input, and enters the “4” state when the fourth logical level is input. .
【0041】(25)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルにバイアスを供給して所望
のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフトさ
せる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バイア
スが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメモリ
セルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、しきい
値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メモリ
セルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ手段
とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセルへの
バイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバ
イアス値が段階的に増加する半導体記憶装置において、
第1の書き込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レ
ベルが入力すると“1”状態になり、第2の論理レベル
が入力すると“2”状態になり、第1の書き込み動作の
結果“1”状態であるメモリセルは第2の書き込み動作
に際し、第3の論理レベルが入力すると“1”状態にな
り、第4の論理レベルが入力すると“3”状態になり、
第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリセル
は第2の書き込み動作に際し、第3の論理レベルが入力
すると“2”状態になり、第4の論理レベルが入力する
と“4”状態になり、前記第1の書き込み動作を行なう
第1の書き込みモードにおける前記バイアス値の増加幅
をΔVpp1、前記第2の書き込み動作を行なう第2の書
き込みモードにおける前記バイアス値の増加幅をΔVpp
2 としたとき、ΔVpp1 <ΔVpp2 の関係を満足するこ
とを特徴とする。(25) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels, and a memory for supplying a bias to the memory cell for a predetermined time. Verifying whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts Means, wherein when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated, a bias value increases stepwise according to the number of repetitions.
At the time of the first write operation, the memory cell goes into the “1” state when the first logical level is input, goes into the “2” state when the second logical level is input, and as a result of the first write operation, “1”. In the second write operation, the memory cell that is in the state becomes the “1” state when the third logic level is inputted, and becomes the “3” state when the fourth logic level is inputted,
In the second write operation, the memory cell which is in the “2” state as a result of the first write operation becomes the “2” state when the third logical level is input, and becomes the “4” state when the fourth logical level is input. In the first write mode in which the first write operation is performed, the increase width of the bias value is ΔVpp1, and in the second write mode in which the second write operation is performed, the increase width of the bias value is ΔVpp1.
When 2, the relationship of ΔVpp1 <ΔVpp2 is satisfied.
【0042】(26)(24)、(25)において、“1”状
態が消去状態であり、“2”状態のしきい値分布幅が
“3”状態及び“4”状態のしきい値分布幅よりも狭い
ことを特徴とする。 (27)(24)〜(26)において、前記第3のしきい値レ
ベルが第2のしきい値レベルより大きいことを特徴とす
る。 (28)(27)において、“3”状態のしきい値分布と
“4”状態のしきい値分布の間の電圧差が、“2”状態
のしきい値分布と“3”状態のしきい値分布の間の電圧
差と等しいことを特徴とする。 (29)(27)において、“3”状態のしきい値分布と
“4”状態のしきい値分布の間の電圧差が、“2”状態
のしきい値分布と“3”状態のしきい値分布の間の電圧
差より大きいことを特徴とする。 (30)(24)〜(26)において、前記第3のしきい値レ
ベルが第2のしきい値レベルより小さいことを特徴とす
る。(26) In (24) and (25), the "1" state is the erased state, and the threshold distribution widths of the "2" state are the "3" state and the "4" state. It is characterized by being narrower than the width. (27) In the constitutions (24) to (26), the third threshold level is larger than the second threshold level. (28) In (27), the voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “4” state is different from the threshold distribution in the “2” state and the threshold distribution in the “3” state. It is characterized by being equal to the voltage difference between the threshold distributions. (29) In (27), the voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “4” state is different from the threshold distribution in the “2” state and the threshold distribution in the “3” state. It is characterized by being larger than the voltage difference between the threshold distributions. (30) In any one of (24) to (26), the third threshold level is smaller than the second threshold level.
【0043】(31)(30)において、“2”状態のしき
い値分布と“4”状態のしきい値分布の間の電圧差が、
“3”状態のしきい値分布と“2”状態のしきい値分布
の間の電圧差と等しいことを特徴とする。 (32)(30)において、“2”状態のしきい値分布と
“4”状態のしきい値分布の間の電圧差が、“3”状態
のしきい値分布と“2”状態のしきい値分布の間の電圧
差より大きいことを特徴とする。 (33)“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、
“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態
は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以
下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iのしき
い値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセルを
備えた半導体記憶装置において、第1の書き込み動作に
際しメモリセルは、第1の論理レベルが入力すると
“1”状態になり、第2の論理レベルが入力すると
“2”状態になり、第1の書き込み動作の結果“1”状
態であるメモリセルは、第2の書き込み動作に際し、第
3の論理レベルが入力すると、メモリセルに保持する
“1”データと第3の論理レベルに基づいて“1”状態
になり、第4の論理レベルが入力すると、メモリセルに
保持する“1”データと第4の論理レベルに基づいて
“3”状態になり、第1の書き込み動作の結果“2”状
態であるメモリセルは、第2の書き込み動作に際し、第
3の論理レベルが入力すると、メモリセルに保持する
“2”データと第3の論理レベルに基づいて“2”状態
になり、第4の論理レベルが入力すると、メモリセルに
保持する“2”データと第4の論理レベルに基づいて
“4”状態になることを特徴とする。(31) In (30), the voltage difference between the threshold distribution in the “2” state and the threshold distribution in the “4” state is
It is characterized by being equal to the voltage difference between the threshold distribution in the "3" state and the threshold distribution in the "2" state. (32) In (30), the voltage difference between the threshold distribution in the “2” state and the threshold distribution in the “4” state is different from the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “2” state. It is characterized by being larger than the voltage difference between the threshold distributions. (33) the "1" state has a first threshold level;
The “2” state has a second threshold level, the “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n, and n is greater than or equal to 4). Is a natural number of a semiconductor memory device having a memory cell storing an n value having an i-th threshold level. In the first write operation, when the first logic level is input to the memory cell, "1" State when the second logic level is input, the state changes to the "2" state, and the memory cell which is in the "1" state as a result of the first write operation has the third logic level at the time of the second write operation. When input, the state becomes "1" based on the "1" data held in the memory cell and the third logic level, and when the fourth logic level is input, the "1" data held in the memory cell and the fourth logic level are input. The state becomes “3” based on the logic level, and the first write When the third logic level is input during the second write operation, the memory cell in the “2” state as a result of the only operation receives “2” data held in the memory cell and “2” based on the third logic level. State, and when the fourth logic level is input, the state changes to the "4" state based on the "2" data held in the memory cell and the fourth logic level.
【0044】(34)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保持す
るデータ回路とを備えた半導体記憶装置において、第1
の書き込み動作に際しメモリセルは、データ回路に保持
する第1の書き込みデータに応じて、書き込みデータが
第1の論理レベルの場合には“1”状態になり、書き込
みデータが第2の論理レベルの場合には“2”状態にな
り、次いで、前記データ回路がメモリセルの外部から入
力する第2の書き込みデータ及び、前記メモリセルから
読み出されたデータを保持した後に、メモリセルが
“1”状態でありかつ第2の書き込みデータが第3の論
理レベルであると前記データ回路が保持する場合、前記
メモリセルは“1”状態になり、メモリセルが“1”状
態でありかつ第2の書き込みデータが第4の論理レベル
であると前記データ回路が保持する場合、前記メモリセ
ルは“3”状態になり、メモリセルが“2”状態であり
かつ第2の書き込みデータが第3の論理レベルであると
前記データ回路が保持する場合、前記メモリセルは
“2”状態になり、メモリセルが“2”状態でありかつ
第2の書き込みデータが第4の論理レベルであると前記
データ回路が保持する場合、前記メモリセルは“4”状
態になることを特徴とする。(34) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. A semiconductor memory device comprising: a memory cell for storing a value; and a data circuit for holding write data of the memory cell.
When the write data is at the first logical level, the memory cell is set to the "1" state in response to the first write data held in the data circuit, and the write data is changed to the second logical level. In this case, the state changes to the “2” state, and after the data circuit holds the second write data input from outside the memory cell and the data read from the memory cell, the memory cell changes to “1”. When the data circuit holds that the memory cell is in the state and the second write data is at the third logic level, the memory cell is in the “1” state, the memory cell is in the “1” state and the second When the data circuit holds that the write data is at the fourth logic level, the memory cell is in the "3" state, the memory cell is in the "2" state, and the second write data is in the "3" state. If the data circuit holds that the data cell is at the third logic level, the memory cell is in the "2" state, the memory cell is in the "2" state and the second write data is at the fourth logic level. , When the data circuit holds the data, the memory cell is in the “4” state.
【0045】(35)(24)〜(34)において、第1の論
理レベルと第3の論理レベルが等しく、第2の論理レベ
ルと第4の論理レベルが等しいことを特徴とする。 (36)“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、
“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態
は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以
下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iのしき
い値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセル
と、前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ
回路とを備えた半導体記憶装置において、メモリセルが
“1”状態,“2”状態,…,“m−1”状態,“m”
状態(mは2以上の自然数)を保持する場合に、データ
回路がメモリセルの外部から入力する書き込みデータ及
び、前記メモリセルから読み出されたデータを保持した
後に、前記データ回路に保持したデータを基に、前記メ
モリセルを“1”状態,“2”状態,…,“k−1”状
態,“k”状態(kはmより大きい自然数)にすること
を特徴とする。(35) In the constitutions (24) to (34), the first logical level is equal to the third logical level, and the second logical level is equal to the fourth logical level. (36) The "1" state has a first threshold level,
The “2” state has a second threshold level, the “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n, and n is greater than or equal to 3). Is a natural number of a semiconductor memory device having a memory cell storing an n value having an i-th threshold level, and a data circuit holding write data of the memory cell, wherein the memory cell is “1”. State, "2" state, ..., "m-1" state, "m" state
When a state (m is a natural number of 2 or more) is held, the data circuit holds write data input from outside the memory cell and data held in the data circuit after holding data read from the memory cell. , The "1" state, the "2" state,..., The "k-1" state, and the "k" state (k is a natural number larger than m).
【0046】(37)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保持す
るデータ回路と、前記メモリセルにバイアスを供給して
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフ
トさせる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バ
イアスが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメ
モリセルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、し
きい値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メ
モリセルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ
手段とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセル
へのバイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じ
てバイアス値が段階的に増加する半導体記憶装置におい
て、メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場
合に、データ回路がメモリセルの外部から入力する書き
込みデータを保持した後に、前記データ回路に保持した
データを基に、前記メモリセルを“1”状態,“2”状
態,…,“m−1”状態,“m”状態(mは2以上の自
然数)のいずれかのしきい値レベルにする第1の書き込
みモードと、メモリセルが“1”状態,“2”状態,
…,“m−1”状態,“m”状態のいずれかのしきい値
レベルである場合に、データ回路がメモリセルの外部か
ら入力する書き込みデータ及び、前記メモリセルから読
み出されたデータを保持した後に、前記データ回路に保
持したデータを基に、前記メモリセルを“1”状態,
“2”状態,…,“k−1”状態,“k”状態(kはm
より大きい自然数)のいずれかのしきい値レベルにする
第2の書き込みモードとを有し、前記第1の書き込みモ
ードにおける前記バイアス値の増加幅をΔVpp1 、前記
第2の書き込みモードにおける前記バイアス値の増加幅
をΔVpp2 としたとき、ΔVpp1 <ΔVpp2 の関係を満
足することを特徴とする。(37) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The "3" state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) is n such that it has an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, a data circuit for holding write data of the memory cell, and writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels. Each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time, detecting whether or not the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels; Verifying means for repeating supply of a bias to the memory cell by the writing means, and when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated, a bias value is varied according to the number of repetitions. In a semiconductor memory device that increases in number, when a memory cell is at a threshold level of a "1" state, after a data circuit holds write data input from outside the memory cell, the data held in the data circuit Based on the threshold value of any one of the “1” state, “2” state,..., “M−1” state, and “m” state (m is a natural number of 2 or more). 1 write mode, and the memory cell is in a “1” state, a “2” state,
.., When the threshold level is one of the “m−1” state and the “m” state, the data circuit reads write data input from outside the memory cell and data read from the memory cell. After holding, the memory cell is set to a “1” state based on the data held in the data circuit.
"2" state, ..., "k-1" state, "k" state (k is m
A larger natural number) and a second write mode in which the threshold value is increased by ΔVpp1 in the first write mode, and the bias value in the second write mode. Where ΔVpp1 <ΔVpp2 is satisfied, where ΔVpp2 is the increase width.
【0047】(38)(36)、(37)において、“1”状
態が消去状態であり、“2”状態,“3”状態,…,
“m−1”状態,“m”状態のしきい値分布幅が“m+
1”状態,“m+2”状態,…,“k−1”状態,
“k”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特徴とす
る。(38) In (36) and (37), the “1” state is the erase state, and the “2” state, “3” state,.
The threshold distribution width of the “m−1” state and the “m” state is “m +”
1 "state," m + 2 "state, ...," k-1 "state,
It is characterized by being narrower than the threshold distribution width in the “k” state.
【0048】(39)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保持す
るデータ回路とを備えた半導体記憶装置において、メモ
リセルが“1”状態又は“2”状態を保持する場合に、
データ回路がメモリセルの外部から入力する書き込みデ
ータ、及び前記メモリセルから読み出されたデータを保
持した後に、前記データ回路に保持したデータを基に、
前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,“3”状態
又は“4”状態にすることを特徴とする。(39) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. In a semiconductor memory device including a memory cell for storing a value and a data circuit for holding write data of the memory cell, when the memory cell holds a “1” state or a “2” state,
After the data circuit holds the write data input from outside the memory cell and the data read from the memory cell, based on the data held in the data circuit,
The memory cell is set to a "1" state, a "2" state, a "3" state or a "4" state.
【0049】(40)“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保持す
るデータ回路と、前記メモリセルにバイアスを供給して
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値をシフ
トさせる書き込み手段と、前記メモリセルに所定時間バ
イアスが供給された毎に、所望のしきい値レベル間でメ
モリセルのしきい値がシフトしたか否かを検出して、し
きい値がシフトするまで前記書き込み手段による前記メ
モリセルへのバイアスの供給を繰り返させるベリファイ
手段とを備え、前記書き込み手段による前記メモリセル
へのバイアスの供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じ
てバイアス値が段階的に増加する半導体記憶装置におい
て、メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場
合に、データ回路がメモリセルの外部から入力する書き
込みデータを保持した後に、前記データ回路に保持した
データを基に、前記メモリセルを“1”状態又は“2”
状態のいずれかのしきい値レベルにする第1の書き込み
モードと、メモリセルが“1”状態又は“2”状態のい
ずれかのしきい値レベルである場合に、データ回路がメ
モリセルの外部から入力する書き込みデータ及び、前記
メモリセルから読み出されたデータを保持した後に、前
記データ回路に保持したデータを基に、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,“3”状態又は“4”状態
のいずれかのしきい値レベルにする第2の書き込みモー
ドとを有し、前記第1の書き込みモードにおける前記バ
イアス値の増加幅をΔVpp1 、前記第2の書き込みモー
ドにおける前記バイアス値の増加幅をΔVpp2 としたと
き、ΔVpp1 <ΔVpp2 の関係を満足することを特徴と
する。(40) The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is an n-th state having an i-th threshold level. A memory cell for storing a value, a data circuit for holding write data of the memory cell, and writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels. Each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time, detecting whether or not the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels; Verifying means for repeating supply of a bias to the memory cell by the writing means, and when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated, a bias value is varied according to the number of repetitions. In a semiconductor memory device that increases in number, when a memory cell is at a threshold level of a "1" state, after a data circuit holds write data input from outside the memory cell, the data held in the data circuit Is set to the “1” state or “2” based on
A first write mode in which one of the states is set to the threshold level; and a case in which the data circuit is connected to the outside of the memory cell when the memory cell is in one of the "1" state and the "2" state. After holding the write data input from the memory cell and the data read from the memory cell, the memory cell is set to the “1” state, the “2” state, and the “3” state based on the data held in the data circuit. Or a second write mode for setting any one of the threshold levels in the “4” state, wherein the increase width of the bias value in the first write mode is ΔVpp1, and the bias in the second write mode is When the increment of the value is ΔVpp2, the relationship of ΔVpp1 <ΔVpp2 is satisfied.
【0050】(41)(39)、(40)において、“1”状
態が消去状態であり、“2”状態のしきい値分布幅が
“3”状態及び“4”状態のしきい値分布幅よりも狭い
ことを特徴とする。 (42)(1)〜(41)において、メモリセルは、ワード
線を共有してメモリセルアレイを構成することを特徴と
する。(41) In (39) and (40), the “1” state is the erased state, and the threshold distribution width of the “2” state is the threshold distribution of the “3” state and the “4” state. It is characterized by being narrower than the width. (42) In any one of the constitutions (1) to (41), the memory cells share a word line to form a memory cell array.
【0051】(43)複数ビットのデータの記憶が可能な
メモリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保持
するデータ回路とを備えた半導体記憶装置において、前
記複数ビットのデータのうち先にメモリセルに書き込ま
れるものを上位ビットのデータ、後にメモリセルに書き
込まれるものを下位ビットのデータとしたとき、データ
回路にメモリセルの外部から第1の書き込みデータが入
力されて一時的に記憶された後前記上位ビットのデータ
の書き込み動作が行なわれ、前記上位ビットのデータの
書き込み動作の終了後に、前記データ回路にメモリセル
の外部から第2の書き込みデータが入力されて一時的に
記憶された後前記下位ビットのデータの書き込み動作が
行なわれることを特徴とする。(43) In a semiconductor memory device provided with a memory cell capable of storing data of a plurality of bits and a data circuit for holding write data of the memory cell, a memory cell of When data to be written to the memory cell is upper bit data and data to be written to the memory cell later is lower bit data, the first write data is input to the data circuit from outside the memory cell and temporarily stored. The write operation of the upper bit data is performed, and after the write operation of the upper bit data is completed, the second write data is input to the data circuit from outside the memory cell and temporarily stored, A lower bit data write operation is performed.
【0052】(44)(43)において、前記下位ビットの
データの書き込み動作は、前記データ回路がメモリセル
の外部から入力された第2の書き込みデータ及び、前記
メモリセルから読み出された前記上位ビットのデータを
保持した後に行なわれることを特徴とする。(44) In (43), the write operation of the lower-order bit data includes the second write data input from outside the memory cell and the upper-order data read from the memory cell by the data circuit. It is performed after holding bit data.
【0053】(45)複数ビットのデータの記憶が可能な
メモリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保持
するデータ回路とを備え、所定の複数個のメモリセルか
らなるメモリセル群が書き込み単位となるページを形成
する半導体記憶装置において、前記複数ビットのデータ
のうち先にメモリセルに書き込まれるものを上位ビット
のデータ、後にメモリセルに書き込まれるものを下位ビ
ットのデータとし、前記ページを形成するメモリセル群
のそれぞれに対し前記複数ビットのデータを書き込むに
当り、前記上位ビットのデータの書き込みを行なう動作
を上位ページの書き込み動作、前記下位ビットのデータ
の書き込みを行なう動作を下位ページの書き込み動作と
したとき、前記ページを形成する各メモリセル群のそれ
ぞれについて、上位ページの書き込み動作が終了した後
下位ページの書き込み動作が開始されることを特徴とす
る。(45) A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, and a data circuit for holding write data of the memory cell, wherein a memory cell group consisting of a predetermined plurality of memory cells is used as a write unit. In the semiconductor memory device for forming a page, the data of the plurality of bits that is first written to the memory cell is the upper bit data, and the data that is later written to the memory cell is the lower bit data, and the page is formed. In writing the plurality of bits of data into each of the memory cell groups, the operation of writing the upper bit data is referred to as an upper page write operation, and the operation of writing the lower bit data is referred to as a lower page write operation. When the above, for each of the memory cell groups forming the page, Page write operation, characterized in that the write operation of the lower page is started after completion.
【0054】(46)(45)において、前記データ回路に
メモリセルの外部から第1の書き込みデータが入力され
て一時的に記憶された後前記上位ページの書き込み動作
が行なわれ、次いで前記データ回路にメモリセルの外部
から第2の書き込みデータが入力されて一時的に記憶さ
れた後前記下位ページの書き込み動作が行なわれること
を特徴とする。 (47)(45)、(46)において前記データ回路は、複数
個のメモリセルからなるメモリセル群に対応して複数個
設けられていることを特徴とする。(46) In (45), after the first write data is inputted to the data circuit from outside the memory cell and temporarily stored, the write operation of the upper page is performed, and then the data circuit After the second write data is inputted from outside the memory cell and temporarily stored, the write operation of the lower page is performed. (47) In (45) and (46), a plurality of data circuits are provided corresponding to a memory cell group including a plurality of memory cells.
【0055】(48)複数ビットのデータの記憶が可能な
メモリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保持
するデータ回路と、前記データ回路に保持された書き込
みデータに応じて前記メモリセルへの書き込み動作を行
なう書き込み手段と、前記データ回路に保持された書き
込みデータが前記メモリセルに書き込まれたか否かを検
出して、所望の書き込みが行なわれたことが検出される
まで前記書き込み手段による前記メモリセルへの書き込
み動作を繰り返させるベリファイ手段とを備えた半導体
記憶装置において、前記複数ビットのデータのうち先に
メモリセルに書き込まれるものを上位ビットのデータ、
後にメモリセルに書き込まれるものを下位ビットのデー
タとしたとき、前記上位ビットのデータについて前記書
き込み手段によるメモリセルへの書き込み動作を行な
い、所望の書き込みが行なわれたことを前記ベリファイ
手段で検出した後、前記下位ビットのデータについて前
記書き込み手段によるメモリセルへの書き込み動作が行
なわれることを特徴とする。(48) A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and writing to the memory cell in accordance with the write data held in the data circuit Writing means for performing an operation; detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cell; and determining whether or not desired writing has been performed; A verifying means for repeating a write operation to the cell, wherein the data of the plurality of bits, which is first written to the memory cell, is data of upper bits,
When what is to be written to the memory cell later is the lower bit data, the higher bit data is written to the memory cell by the writing means, and the verifying means detects that the desired writing has been performed. Thereafter, a writing operation to the memory cell by the writing means is performed on the lower bit data.
【0056】(49)(48)において、前記下位ビットの
データの書き込み動作は、前記上位ビットのデータが書
き込まれた後、前記データ回路がメモリセルの外部から
入力された書き込みデータ及び、前記メモリセルから読
み出された前記上位ビットのデータを保持した後に行な
われることを特徴とする。 (50)複数ビットのデータの記憶が可能なメモリセル
と、前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ
回路と、前記データ回路に保持された書き込みデータに
応じて前記メモリセルへの書き込み動作を行なう書き込
み手段と、前記データ回路に保持された書き込みデータ
が前記メモリセルに書き込まれたか否かを検出して、所
望の書き込みが行なわれたことが検出されるまで前記書
き込み手段による前記メモリセルへの書き込み動作を繰
り返させるベリファイ手段とを備え、所定の複数個のメ
モリセルからなるメモリセル群が書き込み単位となるペ
ージを形成する半導体記憶装置において、前記複数ビッ
トのデータのうち先にメモリセルに書き込まれるものを
上位ビットのデータ、後にメモリセルに書き込まれるも
のを下位ビットのデータとし、前記ページを形成するメ
モリセル群のそれぞれに対し前記複数ビットのデータを
書き込むに当り、前記上位ビットのデータの書き込みを
行なう動作を上位ページの書き込み動作、前記下位ビッ
トのデータの書き込みを行なう動作を下位ページの書き
込み動作としたとき、前記ページを形成する各メモリセ
ル群のそれぞれについて、前記書き込み手段による上位
ページの書き込み動作を行ない、メモリセル群の全ての
メモリセルで所望の書き込みが行なわれたことを前記ベ
リファイ手段で検出した後、前記書き込み手段による下
位ページの書き込み動作が行なわれることを特徴とす
る。(49) In (48), in the writing operation of the lower bit data, after the upper bit data is written, the data circuit may write the write data inputted from outside the memory cell and the memory circuit. This is performed after holding the upper bit data read from the cell. (50) A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and performing a write operation to the memory cell according to the write data held in the data circuit Writing means for detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cells, and writing data to the memory cells by the writing means until it is detected that desired writing has been performed; Verifying means for repeating a write operation, wherein a memory cell group consisting of a predetermined plurality of memory cells forms a page as a write unit; Data to be written to the memory cells, In writing the plurality of bits of data into each of the memory cells forming the page, the operation of writing the data of the upper bit is an operation of writing the data of the upper page, and the writing of the data of the lower bit. When the operation to be performed is the write operation of the lower page, the write operation of the upper page is performed by the write unit for each of the memory cell groups forming the page, and the desired write is performed in all the memory cells of the memory cell group. After the verifying means detects that the writing has been performed, a writing operation of the lower page is performed by the writing means.
【0057】(51)(50)において、前記下位ページの
書き込み動作は、前記上位ページの書き込み動作の後、
前記データ回路がメモリセルの外部から入力された書き
込みデータ及び、前記メモリセルから読み出されたデー
タを保持した後に行なわれることを特徴とする。 (52)(50)、(51)において、前記データ回路は、複
数個のメモリセルからなるメモリセル群に対応して複数
個設けられていることを特徴とする。(51) In (50), the lower page write operation is performed after the upper page write operation.
It is performed after the data circuit holds write data inputted from outside the memory cell and data read from the memory cell. (52) In the items (50) and (51), a plurality of the data circuits are provided corresponding to a memory cell group including a plurality of memory cells.
【0058】(53)所定の複数個のメモリセルからな
るメモリセル群が書き込み単位となるページを形成する
半導体記憶装置において、前記メモリセルは複数ビット
のデータの記憶が可能なn値(nは3以上の自然数)記
憶メモリセルであり、第p(pは1以上の自然数)の書
き込み動作及び第p+1の書き込み動作による前記メモ
リセルへの複数ビットのデータの書き込みの際、第1の
ページに属する第1のメモリセルの前記複数ビットのう
ちの第1のビットに第1の書き込みデータに基づき第p
の書き込み動作を行ない、第2のページに属する第2の
メモリセルの前記複数ビットのうちの第1のビットに第
2の書き込みデータに基づき第pの書き込み動作を行な
った後、前記第1のメモリセルの前記複数ビットのうち
の第2のビットに第3の書き込みデータに基づき第p+
1の書き込み動作を行なうことを特徴とする。(53) In a semiconductor memory device in which a memory cell group consisting of a predetermined plurality of memory cells forms a page serving as a writing unit, the memory cell has an n value (n is an integer) capable of storing a plurality of bits of data. 3 or more natural number) storage memory cell, and when a plurality of bits of data are written to the memory cell by a p-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and a (p + 1) -th write operation, the first page The plurality of bits of the first memory cell
The first bit is set to p-th based on the first write data.
After performing a p-th write operation on the first bit of the plurality of bits of the second memory cell belonging to the second page based on second write data, and then performing the first write operation on the first memory cell. Of the plurality of bits of the memory cell
Of the p + th bit based on the third write data in the second bit of
1 is performed.
【0059】(54)複数ビットのデータの記憶が可能
なメモリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保
持するデータ回路と、前記データ回路に保持された書き
込みデータに応じて前記メモリセルへの書き込み動作を
行なう書き込み手段と、前記データ回路に保持された書
き込みデータが前記メモリセルに書き込まれたか否かを
検出して、所望の書き込みが行なわれたことが検出され
るまで前記書き込み手段による前記メモリセルへの書き
込み動作を繰り返させるベリファイ手段とを備え、所定
の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が書き込み
単位となるページを形成する半導体記憶装置において、
第p(pは1以上の自然数)の書き込み動作及び第p+
1の書き込み動作による前記メモリセルへの複数ビット
のデータの書き込みの際、第1のページに属する第1の
メモリセルの前記複数ビットのうちの第1のビットに第
1の書き込みデータに基づき第pの書き込み動作を行な
い、第2のページに属する第2のメモリセルの前記複数
ビットのうちの第1のビットに第2の書き込みデータに
基づき第pの書き込み動作を行なった後、前記第1のメ
モリセルの前記複数ビットのうちの第2のビットに第3
の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み動作を行
なうことを特徴とする。(54) A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and writing to the memory cell in accordance with the write data held in the data circuit Writing means for performing an operation; and detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cell, and determining whether the desired writing has been performed. A verifying means for repeating a write operation to a cell, wherein a memory cell group including a plurality of predetermined memory cells forms a page as a write unit;
P-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and p +
When by one write operation of the plurality of bits of data writing into the memory cell, the first based on the first write data to the first bit of said plurality of bits of the first memory cells belonging to the first page p write operation, and the plurality of second memory cells belonging to the second page
After performing the p-th write operation on the first bit of the bits based on the second write data, the third bit is set on the second bit of the plurality of bits of the first memory cell.
Is performed based on the write data.
【0060】(55)(53)、(54)において、前
記第1のメモリセルの前記複数ビットのうちの第2のビ
ットへの第p+1の書き込み動作に引き続いて、前記第
2のメモリセルの前記複数ビットのうちの第2のビット
に第4の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み動
作を行なうことを特徴とする。 (56)(54)において、前記第1のメモリセルの第
1のビットへの第pの書き込み動作の結果、第1のメモ
リセルの第1のビットに所望の書き込みが行なわれたこ
とを前記ベリファイ手段で検出した後、前記書き込み手
段による前記第2のメモリセルの第1のビットへの第p
の書き込み動作が行なわれることを特徴とする。 (57)(54)において、前記第2のメモリセルの第
1のビットへの第pの書き込み動作の結果、第2のメモ
リセルの第1のビットに所望の書き込みが行なわれたこ
とを前記ベリファイ手段で検出した後、前記書き込み手
段による前記第1のメモリセルの第2のビットへの第p
+1の書き込み動作が行なわれることを特徴とする。(55) In (53) and (54), the second bit of the plurality of bits of the first memory cell is selected.
Performing a ( p + 1) -th write operation on a second bit of the plurality of bits of the second memory cell based on a fourth write data subsequent to a (p + 1) -th write operation on the second memory cell It is characterized by. In (56) (54), the said first memory cell
The p result of write operation into one bit, after that the desired writing is performed to the first bit of the first memory cell is detected by the verifying means, said second memory by said writing means P -th to first bit of cell
Is performed. In (57) (54), first of the second memory cell
The p result of write operation into one bit, after that the desired writing is performed to the first bit of the second memory cell is detected by the verifying means, said first memory by said writing means P -th to second bit of cell
A +1 write operation is performed.
【0061】(58)(53)〜(57)において、前記第p
の書き込み動作が第1の書き込み動作であり、前記第p
+1の書き込み動作が第2の書き込み動作であることを
特徴とする。 (59)(58)において、前記メモリセルは、“1”状態
は第1のしきい値レベルを有し、“2”状態は第2のし
きい値レベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベ
ルを有し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、n
は3以上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するよ
うなn値を記憶するものであり、メモリセルが“1”状
態のしきい値レベルである場合に、メモリセルの外部か
ら入力する書き込みデータに基づいて前記第1の書き込
みが行なわれ、前記メモリセルを“1”状態,“2”状
態,…,“m−1”状態,“m”状態(mは2以上の自
然数)のいずれかのしきい値レベルにする第1の書き込
みモードと、メモリセルが“1”状態,“2”状態,
…,“m−1”状態,“m”状態のいずれかのしきい値
レベルである場合に前記第2の書き込みが行なわれ、メ
モリセルの外部から入力する書き込みデータとメモリセ
ルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセルを
“1”状態,“2”状態,…,“k−1”状態,“k”
状態(kはmより大きい自然数)のいずれかのしきい値
レベルにする第2の書き込みモードとを有することを特
徴とする。(58) In (53) to (57), the p-th
Is the first write operation, and the p-th
The writing operation of +1 is a second writing operation. (59) In (58), in the memory cell, the “1” state has a first threshold level, the “2” state has a second threshold level, and the “3” state is A third threshold level, the "i" state (where i is a natural number less than or equal to n and n
Is a natural number of 3 or more) stores an n value having the i-th threshold level. When the memory cell is at the threshold level of the “1” state, an input from the outside of the memory cell is performed. The first write is performed based on the write data to be written, and the memory cells are set to a “1” state, a “2” state,. A first write mode for setting any one of the threshold levels,
.., The "m-1" state, or the "m" state, the second write is performed, and the write data input from outside the memory cell and the threshold value of the memory cell On the basis of the level, the memory cell is set in a “1” state, a “2” state,..., A “k−1” state, a “k” state.
A second write mode for setting one of the threshold levels in a state (k is a natural number greater than m).
【0062】(60)(53)〜(57)において、前記メモ
リセルは、“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、
“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態
は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以
下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iのしき
い値レベルを有するようなn値を記憶するものであり、
メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に前記第pの書き込みが行な
われ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状態,
“s”状態(sはrより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j(jは2以上の自然数)の書き
込みモードと、メモリセルが“1”状態,“2”状態,
…,“s−1”状態,“s”状態のいずれかのしきい値
レベルである場合に前記第p+1の書き込みが行なわ
れ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータとメ
モリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,…,“t−1”状態,
“t”状態(tはsより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j+1の書き込みモードとを有す
ることを特徴とする。(60) In any one of (53) to (57), the memory cell has a first threshold level when the state is "1".
The “2” state has a second threshold level, the “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n, and n is greater than or equal to 4). Is a natural number that stores an n value having an i-th threshold level,
The memory cells are in the “1” state, the “2” state,..., “R−1”
The p-th write is performed when the threshold level is any one of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more), and the write data input from outside the memory cell and the threshold of the memory cell are written. .., “S−1” state,..., “2” state,.
The j-th (j is a natural number of 2 or more) write mode in which one of the threshold levels is in the “s” state (s is a natural number greater than r), and the memory cell is in the “1” state, the “2” state,
.., The "s + 1" state or the "s" state, the (p + 1) th write is performed, and the write data input from outside the memory cell and the threshold value of the memory cell Based on the level, the memory cells are set to a “1” state, a “2” state,.
And a (j + 1) th write mode for setting any threshold level in a “t” state (t is a natural number greater than s).
【0063】(61)所定の複数個のメモリセルからな
るメモリセル群が書き込み単位となるページを形成する
半導体記憶装置において、前記メモリセルは複数ビット
のデータの記憶が可能なn値(nは3以上の自然数)記
憶メモリセルであり、第p(pは1以上の自然数)の書
き込み動作及び第p+1の書き込み動作による前記メモ
リセルへの複数ビットのデータの書き込みの際、第1の
ページに属するメモリセル群の前記複数ビットのうちの
第1のビットに第1の書き込みデータに基づき第pの書
き込み動作を行ない、第2のページに属するメモリセル
群の前記複数ビットのうちの第1のビットに第2の書き
込みデータに基づき第pの書き込み動作を行なった後、
前記第1のページに属するメモリセル群の前記複数ビッ
トのうちの第2のビットに第3の書き込みデータに基づ
き第p+1の書き込み動作を行なうことを特徴とする。(61) In a semiconductor memory device in which a memory cell group consisting of a predetermined plurality of memory cells forms a page serving as a writing unit, the memory cell has an n value (n is an integer) capable of storing a plurality of bits of data. 3 or more natural number) storage memory cell, and when a plurality of bits of data are written to the memory cell by a p-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and a (p + 1) -th write operation, the first page Of the plurality of bits of the memory cell group to which the
The p-th write operation is performed on the first bit based on the first write data, and the p-th write operation is performed on the first bit of the plurality of bits of the memory cell group belonging to the second page based on the second write data. After performing the write operation of
The plurality of bits of the memory cell group belonging to the first page
And performing a (p + 1) -th write operation on the second bit of the data based on the third write data.
【0064】(62)複数ビットのデータの記憶が可能
なメモリセルと、前記メモリセルの書き込みデータを保
持するデータ回路と、前記データ回路に保持された書き
込みデータに応じて前記メモリセルへの書き込み動作を
行なう書き込み手段と、前記データ回路に保持された書
き込みデータが前記メモリセルに書き込まれたか否かを
検出して、所望の書き込みが行なわれたことが検出され
るまで前記書き込み手段による前記メモリセルへの書き
込み動作を繰り返させるベリファイ手段とを備え、所定
の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が書き込み
単位となるページを形成する半導体記憶装置において、
第p(pは1以上の自然数)の書き込み動作及び第p+
1の書き込み動作による前記メモリセルへの複数ビット
のデータの書き込みの際、第1のページに属するメモリ
セルの前記複数ビットのうちの第1のビット群に第1の
書き込みデータに基づき第pの書き込み動作を行ない、
第2のページに属するメモリセル群の前記複数ビットの
うちの第1のビットに第2の書き込みデータに基づき第
pの書き込み動作を行なった後、前記第1のページに属
するメモリセル群の前記複数ビットのうちの第2のビッ
トに第3の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み
動作を行なうことを特徴とする。(62) A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and writing to the memory cell in accordance with the write data held in the data circuit Writing means for performing an operation; detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cell; and determining whether or not desired writing has been performed; A verifying means for repeating a write operation to a cell, wherein a memory cell group including a plurality of predetermined memory cells forms a page as a write unit;
P-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and p +
1, when writing a plurality of bits of data into the memory cell by the write operation 1, a first bit group of the plurality of bits of the plurality of bits of the memory cell belonging to the first page is set based on the first write data. Perform a write operation,
Of the plurality of bits of the memory cell group belonging to the second page.
After the first bit of the out was performed first p write operation based on the second write data, a second bit of said plurality of bits of memory cells belonging to the first page
And performing a (p + 1) -th write operation based on the third write data.
【0065】(63)(61)、(62)において、前
記第1のページに属するメモリセル群の前記複数ビット
のうちの第2のビットへの第p+1の書き込み動作に引
き続いて、前記第2のページに属するメモリセル群の前
記複数ビットのうちの第2のビットに第4の書き込みデ
ータに基づき第p+1の書き込み動作を行なうことを特
徴とする。 (64)(62)において、前記第1のページに属する
メモリセル群の第1のビットへの第pの書き込み動作の
結果、第1のページを形成するメモリセル群の全てのメ
モリセルの第1のビットで所望の書き込みが行なわれた
ことを前記ベリファイ手段で検出した後、前記書き込み
手段による前記第2のページに属するメモリセル群の第
1のビットへの第pの書き込み動作が行なわれることを
特徴とする。(63) In (61) and (62), the plurality of bits of the memory cell group belonging to the first page may be used.
Following the p + 1 of the write operation to the second bit of the previous memory cell group belonging to the second page
The p + 1-th write operation is performed on the second bit of the plurality of bits based on the fourth write data. (64) In (62), as a result of the p-th write operation to the first bit of the memory cell group belonging to the first page, all of the memory cells in the memory cell group forming the first page may be written . After the verifying means detects that the desired writing has been performed with one bit , the write means selects the memory cell group belonging to the second page belonging to the second page .
A p-th write operation to one bit is performed.
【0066】(65)(62)において、前記第2のページ
に属するメモリセル群への第pの書き込み動作の結果、
第2のページを形成するメモリセル群の全てのメモリセ
ルで所望の書き込みが行なわれたことを前記ベリファイ
手段で検出した後、前記書き込み手段による前記第1の
ページに属するメモリセル群への第p+1の書き込み動
作が行なわれることを特徴とする。 (66)(61)〜(65)において、前記第pの書き込み動
作が第1の書き込み動作であり、前記第p+1の書き込
み動作が第2の書き込み動作であることを特徴とする。(65) In (62), as a result of the p-th write operation to the memory cell group belonging to the second page,
After the verifying unit detects that the desired writing has been performed in all the memory cells in the memory cell group forming the second page, the writing unit writes the desired data to the memory cell group belonging to the first page. A writing operation of p + 1 is performed. (66) In (61) to (65), the p-th write operation is a first write operation, and the (p + 1) -th write operation is a second write operation.
【0067】(67)(66)において、前記メモリセル
は、“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、“2”
状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態は第3
のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以下の自
然数であり、nは3以上の自然数)は第iのしきい値レ
ベルを有するようなn値を記憶するものであり、メモリ
セルが“1”状態のしきい値レベルである場合に、メモ
リセルの外部から入力する書き込みデータに基づいて前
記第1の書き込みが行なわれ、前記メモリセルを“1”
状態,“2”状態,…,“m−1”状態,“m”状態
(mは2以上の自然数)のいずれかのしきい値レベルに
する第1の書き込みモードと、メモリセルが“1”状
態,“2”状態,…,“m−1”状態,“m”状態のい
ずれかのしきい値レベルである場合に前記第2の書き込
みが行なわれ、メモリセルの外部から入力する書き込み
データとメモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記
メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“k−1”
状態,“k”状態(kはmより大きい自然数)のいずれ
かのしきい値レベルにする第2の書き込みモードとを有
することを特徴とする。(67) In (66), in the memory cell, the "1" state has the first threshold level, and the "2" state
The state has a second threshold level and the "3" state is the third threshold level.
The "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having an i-th threshold level. When the memory cell is at the threshold level of "1" state, the first write is performed based on write data input from outside the memory cell, and the memory cell is set to "1".
, "M-1" state, "m" state (m is a natural number of 2 or more), and a first write mode in which the memory cell is set to "1" The second write is performed when the threshold level is any of the "state", "2" state,..., "M-1" state, and "m" state. Based on the data and the threshold level of the memory cell, the memory cell is set to "1" state, "2" state,.
And a second write mode for setting the threshold level to one of a state and a “k” state (k is a natural number greater than m).
【0068】(68)(61)〜(65)において、前記メモ
リセルは、“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、
“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態
は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以
下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iのしき
い値レベルを有するようなn値を記憶するものであり、
メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に前記第pの書き込みが行な
われ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状態,
“s”状態(sはrより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j(jは2以上の自然数)の書き
込みモードと、メモリセルが“1”状態,“2”状態,
…,“s−1”状態,“s”状態のいずれかのしきい値
レベルである場合に前記第p+1の書き込みが行なわ
れ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータとメ
モリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,…,“t−1”状態,
“t”状態(tはsより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j+1の書き込みモードとを有す
ることを特徴とする。(68) In any one of the constitutions (61) to (65), the memory cell has a first threshold level in the "1" state.
The “2” state has a second threshold level, the “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n, and n is greater than or equal to 4). Is a natural number that stores an n value having an i-th threshold level,
The memory cells are in the “1” state, the “2” state,..., “R−1”
The p-th write is performed when the threshold level is any one of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more), and the write data input from outside the memory cell and the threshold of the memory cell are written. .., “S−1” state,..., “2” state,.
The j-th (j is a natural number of 2 or more) write mode in which one of the threshold levels is in the “s” state (s is a natural number greater than r), and the memory cell is in the “1” state, the “2” state,
.., The "s + 1" state or the "s" state, the (p + 1) th write is performed, and the write data input from outside the memory cell and the threshold value of the memory cell Based on the level, the memory cells are set to a “1” state, a “2” state,.
And a (j + 1) th write mode for setting any threshold level in a “t” state (t is a natural number greater than s).
【0069】(69)(61)〜(68)において、装置内の
全ページに属するメモリセル群に対しそれぞれ前記第p
の書き込み動作が行なわれた後、第1のページに属する
メモリセル群への前記第p+1の書き込み動作が行なわ
れることを特徴とする。 (70)(53)〜(69)において、前記第p+1の書き込
み動作の行なわれた回数が各ページ毎に記憶され、この
回数に基づいて書き込み順が決定されることを特徴とす
る。 (71)(43)〜(70)において、前記メモリセルは、所
定の複数個が1本のワード線を共有するとともに、前記
ワード線を共有する所定の複数個のメモリセルからなる
メモリセル群が、書き込み単位となるページを形成する
ことを特徴とする。(69) In (61) to (68), each of the p-th memory cells belonging to all pages in the device may be referred to as the p-th memory cell group.
Is performed, the (p + 1) -th write operation to the memory cell group belonging to the first page is performed. (70) In (53) to (69), the number of times the (p + 1) th write operation is performed is stored for each page, and the write order is determined based on the number of times. (71) In the memory cell group of (43) to (70), a predetermined plurality of memory cells share one word line, and a memory cell group including a plurality of predetermined memory cells sharing the word line. Form a page serving as a writing unit.
【0070】(72)複数ビットのデータの記憶が可能
なメモリセルを備えた半導体記憶装置を複数個記憶部と
して具備した記憶システムにおいて、前記メモリセル
は、各半導体記憶装置毎にそれぞれ所定の複数個のメモ
リセルからなるメモリセル群が書き込み単位となるペー
ジを形成し、第p(pは1以上の自然数)の書き込み動
作及び第p+1の書き込み動作による前記メモリセルへ
の複数ビットのデータの書き込みの際、第1の半導体記
憶装置内のページに属するメモリセル群の前記複数ビッ
トのうちの第1のビットに第1の書き込みデータに基づ
き第pの書き込み動作を行ない、第2の半導体記憶装置
内のページに属するメモリセル群の前記複数ビットのう
ちの第1のビットに第2の書き込みデータに基づき第p
の書き込み動作を行なった後、前記第1の半導体記憶装
置内のページに属するメモリセル群の前記複数ビットの
うちの第2のビットに第3の書き込みデータに基づき第
p+1の書き込み動作を行なうことを特徴とする。 (73)(72)において、前記第1の半導体記憶装置
内のページに属するメモリセル群の前記複数ビットのう
ちの第2のビットへの第p+1の書き込み動作に引き続
いて、前記第2の半導体記憶装置内のページに属するメ
モリセル群の前記複数ビットのうちの第2のビットに第
4の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み動作を
行なうことを特徴とする。(72) In a storage system including a plurality of semiconductor memory devices each having a memory cell capable of storing a plurality of bits of data as a storage unit, the plurality of memory cells are provided for each semiconductor memory device. A memory cell group including a plurality of memory cells forms a page serving as a write unit, and a plurality of bits of data are written to the memory cell by a p-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and a p + 1-th write operation At this time, the plurality of bits of the memory cell group belonging to the page in the first semiconductor memory device are
A p-th write operation is performed on the first bit of the memory cell based on the first write data, and the plurality of bits of the memory cell group belonging to the page in the second semiconductor memory device are written.
The first bit based on the second write data
After performing the write operation of the plurality of bits of the memory cells belonging to the page in the first semiconductor memory device.
It is characterized in that a (p + 1) -th write operation is performed based on the third write data in the second bit . (73) In (72), the plurality of bits of a memory cell group belonging to a page in the first semiconductor memory device are stored.
Chino subsequent to the p + 1 of the write operation to the second bit, based on the fourth write data to the second bit of said plurality of bits of memory cells belonging to a page within the second semiconductor memory device It is characterized in that a (p + 1) -th write operation is performed.
【0071】(74)(73)において、前記第1の半導体
記憶装置内の1部のページに属するメモリセル群のみに
前記第p+1の書き込み動作を行なった後、前記第2の
半導体記憶装置内のページに属するメモリセル群に第p
+1の書き込み動作を行なうことを特徴とする。 (75)(72)〜(74)において、前記第pの書き込み動
作が第1の書き込み動作であり、前記第p+1の書き込
み動作が第2の書き込み動作であることを特徴とする。(74) In (73), after performing the (p + 1) -th write operation only on the memory cell group belonging to a part of the page in the first semiconductor memory device, Memory cells belonging to page p
A +1 write operation is performed. (75) In any of (72) to (74), the p-th write operation is a first write operation, and the (p + 1) -th write operation is a second write operation.
【0072】(76)(75)において、前記メモリセル
は、“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、“2”
状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態は第3
のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以下の自
然数であり、nは3以上の自然数)は第iのしきい値レ
ベルを有するようなn値を記憶するものであり、メモリ
セルが“1”状態のしきい値レベルである場合に、メモ
リセルの外部から入力する書き込みデータに基づいて前
記第1の書き込みが行なわれ、前記メモリセルを“1”
状態,“2”状態,…,“m−1”状態,“m”状態
(mは2以上の自然数)のいずれかのしきい値レベルに
する第1の書き込みモードと、メモリセルが“1”状
態,“2”状態,…,“m−1”状態,“m”状態のい
ずれかのしきい値レベルである場合に前記第2の書き込
みが行なわれ、メモリセルの外部から入力する書き込み
データとメモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記
メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“k−1”
状態,“k”状態(kはmより大きい自然数)のいずれ
かのしきい値レベルにする第2の書き込みモードとを有
することを特徴とする。(76) In (75), in the memory cell, the "1" state has the first threshold level, and the "2" state
The state has a second threshold level and the "3" state is the third threshold level.
The "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having an i-th threshold level. When the memory cell is at the threshold level of "1" state, the first write is performed based on write data input from outside the memory cell, and the memory cell is set to "1".
, "M-1" state, "m" state (m is a natural number of 2 or more), and a first write mode in which the memory cell is set to "1" The second write is performed when the threshold level is any of the "state", "2" state,..., "M-1" state, and "m" state. Based on the data and the threshold level of the memory cell, the memory cell is set to "1" state, "2" state,.
And a second write mode for setting the threshold level to one of a state and a “k” state (k is a natural number greater than m).
【0073】(77)(72)〜(74)において、前記メモ
リセルは、“1”状態は第1のしきい値レベルを有し、
“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”状態
は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iはn以
下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iのしき
い値レベルを有するようなn値を記憶するものであり、
メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に前記第pの書き込みが行な
われ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状態,
“s”状態(sはrより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j(jは2以上の自然数)の書き
込みモードと、メモリセルが“1”状態,“2”状態,
…,“s−1”状態,“s”状態のいずれかのしきい値
レベルである場合に前記第p+1の書き込みが行なわ
れ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータとメ
モリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,…,“t−1”状態,
“t”状態(tはsより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j+1の書き込みモードとを有す
ることを特徴とする。(77) In each of (72) to (74), the memory cell has a first threshold level when the state is "1".
The “2” state has a second threshold level, the “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n, and n is greater than or equal to 4). Is a natural number that stores an n value having an i-th threshold level,
The memory cells are in the “1” state, the “2” state,..., “R−1”
The p-th write is performed when the threshold level is any one of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more), and the write data input from outside the memory cell and the threshold of the memory cell are written. .., “S−1” state,..., “2” state,.
The j-th (j is a natural number of 2 or more) write mode in which one of the threshold levels is in the “s” state (s is a natural number greater than r), and the memory cell is in the “1” state, the “2” state,
.., The "s + 1" state or the "s" state, the (p + 1) th write is performed, and the write data input from outside the memory cell and the threshold value of the memory cell Based on the level, the memory cells are set to a “1” state, a “2” state,.
And a (j + 1) th write mode for setting any threshold level in a “t” state (t is a natural number greater than s).
【0074】(78)(72)〜(77)において、前記記憶
部を成す全ての半導体記憶装置内の全ページに属するメ
モリセル群に対しそれぞれ前記第pの書き込み動作が行
なわれた後、第1の半導体記憶装置内のページに属する
メモリセル群への前記第p+1の書き込み動作が行なわ
れることを特徴とする。 (79)(72)〜(78)において、前記半導体記憶装置の
動作を制御する手段をさらに具備することを特徴とす
る。 (80)(79)において、前記半導体記憶装置の動作を制
御する手段が、前記ページを形成する各メモリセル群へ
の書き込み順を制御することを特徴とする。 (81)(80)において、前記書き込み順がページ単位で
決定されることを特徴とする。 (82)(81)において、前記書き込み順が装置単位で決
定されることを特徴とする。(78) In (72) to (77), after the p-th write operation is performed on the memory cell groups belonging to all pages in all the semiconductor memory devices forming the storage section, The (p + 1) -th write operation is performed on a memory cell group belonging to a page in one semiconductor memory device. (79) In any one of the constitutions (72) to (78), further comprising means for controlling an operation of the semiconductor memory device. (80) In the constitution (79), the means for controlling the operation of the semiconductor memory device controls a writing order to each memory cell group forming the page. (81) In the constitution (80), the writing order is determined in page units. (82) In (81), the writing order is determined for each device.
【0075】以上のように構成された本発明によれば、
例えば4値セルの場合だと、第1の書き込み動作により
メモリセルを“1”状態又は“2”状態に書き込み、第
2の書き込み動作により“1”状態をそのまま保持する
か“3”状態に書き込み、さらに“2”状態をそのまま
保持するか“4”状態に書き込むことにより、4値の書
き込みを行なうことができる。すなわち、2回の書き込
み動作により4値の書き込みを行なうことができる。According to the present invention configured as described above,
For example, in the case of a quaternary cell, the first write operation writes the memory cell to the “1” state or the “2” state, and the second write operation keeps the “1” state as it is or sets the memory cell to the “3” state. By writing, and further holding the “2” state as it is or writing to the “4” state, quaternary writing can be performed. That is, quaternary writing can be performed by two writing operations.
【0076】従って、第1の書き込み動作は2値セル、
第2の書き込み動作は3値セルとほぼ同様に行なうこと
ができる。その結果、書き込み回路は簡略化され、書き
込みも高速化される。同様に4値セル以外の多値セルに
ついても、メモリセル内のデータを複数のビットに分け
てそれぞれの書き込み動作を行なうことにより、書き込
みを高速化することが可能となる。Therefore, the first write operation is a binary cell,
The second write operation can be performed almost in the same manner as the ternary cell. As a result, the writing circuit is simplified and the writing speed is increased. Similarly, for multi-level cells other than the four-level cells, it is possible to speed up the writing by dividing the data in the memory cells into a plurality of bits and performing the respective writing operations.
【0077】[0077]
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。 [第1の実施形態]図1は、本発明の第1の実施形態に
係わるEEPROMを説明するためのもので、1つのワ
ード線に接続するメモリセルを表した図である。従来の
4値メモリセルと異なり、図1では外部から入力した書
き込みデータのうち、先頭アドレスからA0 をメモリセ
ルMC1に、次のA1 をメモリセルMC2に、その次の
A2をメモリセルMC3に、というようにアドレスA0
からA127 のデータを書き込む。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. [First Embodiment] FIG. 1 is a diagram for explaining an EEPROM according to a first embodiment of the present invention, and is a diagram showing memory cells connected to one word line. Unlike the conventional four-valued memory cell, in FIG. 1, of the write data input from the outside, A0 is assigned to the memory cell MC1, the next A1 is assigned to the memory cell MC2, and the next A2 is assigned to the memory cell MC3 from the start address. Address A0
The data of A127 is written.
【0078】<上位ページへの書き込み>上記のアドレ
スA0 からA127 までが第1のページ(上位ページ)を
構成する。書き込みの様子を示したのが図2、図3であ
る。A0 がLowならばメモリセルは消去状態
(“1”)を保ち、A0 がHighならばメモリセルは
“2”書き込みが行なわれる。このように上位ページ
(アドレスA0 からA127 )への書き込みは2値メモリ
セルと同様に高速に行なわれる。<Write to upper page> The above-mentioned addresses A0 to A127 constitute the first page (upper page). FIGS. 2 and 3 show how the writing is performed. If A0 is low, the memory cell keeps the erased state ("1"), and if A0 is high, the memory cell is written with "2". As described above, writing to the upper page (addresses A0 to A127) is performed at a high speed as in the case of the binary memory cell.
【0079】<下位ページへの書き込み>次に入力する
アドレスA128 からA255 のデータが第2のページ(下
位ページ)を構成する。アドレスA128 をメモリセルM
C1に、次のA129 をメモリセルMC2に、その次のA
130 をメモリセルMC3に、というようにアドレスA12
8からA255 のデータを書き込む。書き込みの様子を示
したのが図3、図4である。下位ページを書き込む前に
は既に上位ページのデータがメモリセルに書き込まれて
いる。従って、下位ページを書き込む前ではメモリセル
の状態は図3のように“1”状態又は“2”状態であ
る。この後、例えばA128 がLowならばメモリセルは
書き込まれず、“1”状態又は“2”状態を保つ。<Writing to lower page> The data of addresses A128 to A255 to be input next form the second page (lower page). Address A128 is stored in memory cell M
C1 and the next A129 in the memory cell MC2, and the next A129
130 to the memory cell MC3, and so on.
Write the data from 8 to A255. 3 and 4 show the state of writing. Before writing the lower page, the data of the upper page has already been written to the memory cells. Therefore, before writing the lower page, the state of the memory cell is "1" state or "2" state as shown in FIG. Thereafter, if A128 is Low, for example, the memory cell is not written, and maintains the "1" state or the "2" state.
【0080】一方、A128 がHighならばメモリセル
は図3、図4のように、書き込みが行なわれる。つま
り、書き込み前が“1”状態のメモリセルは“3”状態
に書き込まれ、“2”状態のメモリセルは“4”状態に
書き込まれる。図4から分るように、“1”状態から
“3”状態への書き込み、或いは“2”状態から“4”
状態への書き込みは従来の書き込み方法(図78)より
もしきい値変化量が小さいので、高速な書き込みが行な
われる。On the other hand, if A128 is High, the memory cell is written as shown in FIGS. That is, the memory cell in the “1” state before writing is written to the “3” state, and the memory cell in the “2” state is written to the “4” state. As can be seen from FIG. 4, writing from the “1” state to the “3” state or changing from the “2” state to the “4” state
Since writing to the state has a smaller threshold change amount than the conventional writing method (FIG. 78), high-speed writing is performed.
【0081】次に、図5を用いて読み出しについて説明
する。 <上位ページの読み出し>第1のページ(上位ページ)
を読み出す場合には、メモリセルが“1”状態又は
“3”状態にあるのか、或いは“2”状態又は“4”状
態にあるのかを判定する。この場合、メモリセルの制御
ゲートに“3”状態と“2”状態の間の電圧(図5のV
1)を印加する。メモリセルトランジスタが導通すれば
メモリセルが“1”状態又は“3”状態にあることが分
り、その結果として、例えばLowデータが外部に出力
される。一方、メモリセルトランジスタが非導通状態を
保てば、メモリセルが“2”状態又は“4”状態にある
のかが分り、その結果として、例えばHighデータが
外部に出力される。Next, reading will be described with reference to FIG. <Read of upper page> First page (upper page)
Is read, it is determined whether the memory cell is in the “1” state or the “3” state, or in the “2” state or the “4” state. In this case, the voltage between the "3" state and the "2" state (V in FIG. 5) is applied to the control gate of the memory cell.
1) is applied. When the memory cell transistor is turned on, it is known that the memory cell is in the "1" state or the "3" state, and as a result, for example, Low data is output to the outside. On the other hand, if the memory cell transistor keeps the non-conductive state, it is known whether the memory cell is in the “2” state or the “4” state. As a result, for example, High data is output to the outside.
【0082】<下位ページの読み出し>第2のページ
(下位ページ)を読み出す場合には、メモリセルが
“1”状態又は“2”状態にあるか、或いは“3”状態
又は“4”状態にあるかを判定する。この場合、メモリ
セルの制御ゲートに“3”状態と“2”状態の間の電圧
(図5のV1)を印加する。メモリセルトランジスタが
導通すればメモリセルが“1”状態又は“3”状態にあ
ることが分る。次に、メモリセルの制御ゲートにまず
“1”状態と“3”状態の間の電圧(図5のV2)を印
加することにより、メモリセルが“1”状態であるか否
かが分る。<Read of lower page> When reading the second page (lower page), the memory cell is in the "1" state or the "2" state, or in the "3" state or the "4" state. It is determined whether there is. In this case, a voltage (V1 in FIG. 5) between the “3” state and the “2” state is applied to the control gate of the memory cell. When the memory cell transistor is turned on, it is known that the memory cell is in the "1" state or the "3" state. Next, by applying a voltage (V2 in FIG. 5) between the “1” state and the “3” state to the control gate of the memory cell, it is possible to determine whether the memory cell is in the “1” state. .
【0083】次に、メモリセルの制御ゲートにまず
“2”状態と“4”状態の間の電圧(図5のV3)を印
加することにより、メモリセルが“4”状態であるか否
かが分る。これにより、メモリセルが“1”状態又は
“2”状態にあるか、或いは“3”状態又は“4”状態
にあるかを判定する。“1”状態又は“2”状態にある
と、例えばLowデータが外部に出力される。一方、メ
モリセルトランジスタが“3”状態又は“4”状態にあ
ると、例えばHighデータが外部に出力される。Next, a voltage (V3 in FIG. 5) between the "2" state and the "4" state is first applied to the control gate of the memory cell to determine whether the memory cell is in the "4" state. I understand. Thereby, it is determined whether the memory cell is in the “1” state or the “2” state, or is in the “3” state or the “4” state. In the “1” state or the “2” state, for example, Low data is output to the outside. On the other hand, when the memory cell transistor is in the “3” state or the “4” state, for example, High data is output to the outside.
【0084】上記の実施形態では図3のように、第2の
書き込み動作で書き込まれる“3”状態のしきい値レベ
ルが、第1の書き込み動作で書き込まれる“2”状態の
しきい値レベルより小さく設定されている。これは、3
値セルと同様の書き込み動作が行なわれる第2の書き込
み動作につき、2値セルと同様の書き込み動作が行なわ
れる第1の書き込み動作に比してしきい値変化量を小さ
くした方が、書き込みの高速化の点で有利となるからで
ある。ただし、書き込みデータのしきい値レベルの設定
の仕方はこれに限らず、大いに任意性を有する。例えば
図6のように設定してもよい。In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the threshold level in the “3” state written in the second write operation is changed to the threshold level in the “2” state written in the first write operation. It is set smaller. This is 3
For the second write operation in which the same write operation as the value cell is performed, it is better to reduce the threshold change amount in comparison with the first write operation in which the same write operation as the binary cell is performed. This is because it is advantageous in terms of speeding up. However, the method of setting the threshold level of the write data is not limited to this, and has a great deal of arbitrariness. For example, it may be set as shown in FIG.
【0085】図6の実施形態では、“1”状態、“2”
状態、“3”状態及び“4”状態のしきい値レベルが図
74に示した従来の例と同様の大小関係を有しており、
第2の書き込み動作で書き込まれる“3”状態のしきい
値レベルが、第1の書き込み動作で書き込まれる“2”
状態のしきい値レベルより大きく設定されている。しか
しながら、ここでは図3と同様上位ページは“1”又は
“2”であり、外部から入力した書き込みデータが図3
と同様にしてメモリセルに書き込まれる。つまり、アド
レスA0 がLowならばメモリセルMC1は“1”状態
を保ち、アドレスA0 がHighならばメモリセルMC
1は“2”状態に書き込まれる。一方、下位ページが書
き込まれる前ではメモリセルMC1は“1”状態又は
“2”状態であり、A128 がLowならばメモリセルM
C1は“1”状態又は“2”状態を保つ。一方、A128
がHighならば、“1”状態又は“2”状態のメモリ
セルMC1はそれぞれ“3”状態、“4”状態に書き込
まれる。In the embodiment shown in FIG. 6, "1" state, "2"
The threshold levels of the state, “3” state and “4” state have the same magnitude relationship as in the conventional example shown in FIG.
The threshold level of the “3” state written in the second write operation is “2” written in the first write operation.
It is set higher than the state threshold level. However, the upper page is “1” or “2” as in FIG. 3, and the write data input from the outside is
Is written to the memory cell in the same manner as described above. That is, when the address A0 is Low, the memory cell MC1 keeps the "1" state, and when the address A0 is High, the memory cell MC1
1 is written to the "2" state. On the other hand, before the lower page is written, the memory cell MC1 is in the "1" state or the "2" state.
C1 maintains the "1" state or the "2" state. On the other hand, A128
Is High, the memory cells MC1 in the “1” state or the “2” state are written to the “3” state and the “4” state, respectively.
【0086】以上で説明したように、1つのメモリセル
に蓄えられている多値データを複数のページに分けるこ
とにより、高速な書き込みが可能になる。例えば、1つ
のメモリセルに4値のデータを蓄える場合には、第1の
ページ及び第2のページとすればよい。1つのメモリセ
ルに8値のデータを蓄える場合には、第1のページ、第
2のページ、第3のページとすればよい。さらに、例え
ば1つのメモリセルに16値のデータを蓄える場合に
は、第1のページ、第2のページ、第3のページ、第4
のページとすればよい。つまり、1つのメモリセルに2
n (nは自然数)値のデータを蓄える場合には、第1,
第2,…,第nのページとすればよい。As described above, high-speed writing can be performed by dividing the multi-value data stored in one memory cell into a plurality of pages. For example, when quaternary data is stored in one memory cell, the first page and the second page may be used. When storing eight-value data in one memory cell, the first page, the second page, and the third page may be used. Further, for example, when storing 16-value data in one memory cell, the first page, the second page, the third page, the fourth page,
Page. That is, one memory cell has 2
When storing data of n (n is a natural number) value,
The second,..., N-th pages may be used.
【0087】このように本実施形態によれば、1つのメ
モリセルに3値以上の値を記憶する多値半導体記憶装置
において、1つのメモリセル内のデータを複数のページ
に分けて書き込むことにより、書き込みが高速化され
る。上記実施形態ではEEPROMについて説明した
が、本発明は多値記憶を行なうSRAM,DRAM、マ
スクROM等に対しても有効である。As described above, according to the present embodiment, in a multilevel semiconductor memory device that stores three or more values in one memory cell, data in one memory cell is divided into a plurality of pages and written. The writing speed is increased. In the above embodiment, the EEPROM has been described, but the present invention is also effective for an SRAM, a DRAM, a mask ROM, etc. which perform multi-value storage.
【0088】以下ではブロック図を用いて、本実施形態
をより詳細に説明する。多値半導体記憶装置のブロック
図が図7である。メモリセルがマトリクス状に配置され
て構成されるメモリセルアレイ1に対して、メモリセル
を選択したり、制御ゲートに書き込み電圧及び読み出し
電圧を印加する制御ゲート・選択ゲート駆動回路2が設
けられる。制御ゲート・選択ゲート駆動回路2はアドレ
スバッファ5につながりアドレス信号を受ける。データ
回路3は、書き込みデータを保持したり、メモリセルの
データを読み出したりするための回路である。データ回
路3はデータ入出力バッファ4につながり、アドレスバ
ッファ5からのアドレス信号を受ける。データ入出力バ
ッファ4は、チップ外部とのデータ入出力制御を行な
う。Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to a block diagram. FIG. 7 is a block diagram of a multilevel semiconductor memory device. A control gate / select gate drive circuit 2 for selecting a memory cell and applying a write voltage and a read voltage to a control gate is provided for a memory cell array 1 in which memory cells are arranged in a matrix. The control gate / selection gate drive circuit 2 is connected to the address buffer 5 and receives an address signal. The data circuit 3 is a circuit for holding write data and reading data from a memory cell. Data circuit 3 is connected to data input / output buffer 4 and receives an address signal from address buffer 5. The data input / output buffer 4 controls data input / output with the outside of the chip.
【0089】メモリセルの書き込み、読み出しを示した
のが図8、図9である。少なくとも1つのメモリセルを
含むメモリセルユニットはビット線を介してデータ回路
に接続する。図中、ワード線WL1をゲート電極として
共有するメモリセルはMC1,MC2,MC3,…,M
C127,MC128である。FIGS. 8 and 9 show the writing and reading of the memory cell. A memory cell unit including at least one memory cell is connected to a data circuit via a bit line. In the figure, memory cells sharing a word line WL1 as a gate electrode are MC1, MC2, MC3,.
C127 and MC128.
【0090】<書き込み>書き込みを説明する図が図8
である。まず、アドレスA0 からA127 までに対応する
1ページ目(上位ページ)の書き込みを説明する。A0
のデータが第1のデータ回路にラッチされ、A1 のデー
タが第2のデータ回路にラッチされる。同様に、A126
のデータが第127のデータ回路に、A127 のデータが
第128のデータ回路にラッチされる。データ回路にラ
ッチしたデータに従って、ワード線WL1を共有する、
MC1,MC2,MC3,…,MC127,MC128
に上位ページの書き込みが行なわれる。<Writing> FIG. 8 is a diagram for explaining writing.
It is. First, the writing of the first page corresponding to address A 0 to A 127 (upper page). A 0
Data is latched in the first data circuit, data A 1 is latched in the second data circuit. Similarly, A 126
Data of the data circuits 127, data A 127 is latched in the data circuit of the 128. Share the word line WL1 according to the data latched in the data circuit,
MC1, MC2, MC3, ..., MC127, MC128
Is written to the upper page.
【0091】次に、アドレスB0 からB127 までに対応
する2ページ目(下位ページ)の書き込みを説明する。
B0 のデータが第1のデータ回路にラッチされ、B1 の
データが第2のデータ回路にラッチされる。同様に、B
126 のデータが第127のデータ回路に、B127 のデー
タが第128のデータ回路にラッチされる。アドレスB
0 からB127 の下位ページの書き込みデータを第1のデ
ータ回路から第128のデータ回路にラッチしている間
に、メモリセルに書き込まれたアドレスA0 からA127
の上位ページのデータを第1のデータ回路から第128
のデータ回路に読み出し、保持する。データ回路にラッ
チしたA0 からA127 の上位ページのデータ及びB0 か
らB127 の下位ページの書き込みデータに従って、ワー
ド線WL1を共有する、MC1,MC2,MC3,…,
MC127,MC128に下位ページ書き込みが行なわ
れる。Next, writing of the second page (lower page) corresponding to addresses B 0 to B 127 will be described.
Data B 0 is latched in the first data circuit, data B 1 is latched in the second data circuit. Similarly, B
The 126 data is latched in the 127th data circuit, and the B127 data is latched in the 128th data circuit. Address B
0 write data of the lower page of B 127 while the first data circuit is latched in the data circuit of the 128, A 127 from the address A 0 written in the memory cell
From the first data circuit to the 128th
And holds it in the data circuit. From the data, and B 0 of the upper page of the A 127 from A 0 obtained by latching in accordance with the write data of the lower page of B 127 to the data circuit, sharing the word lines WL1, MC1, MC2, MC3, ...,
Lower page writing is performed on MC127 and MC128.
【0092】<読み出し>読み出しを説明する図が図9
である。まず、アドレスA0 からA127 までに対応する
1ページ目(上位ページ)の読み出しを説明する。メモ
リセルMC1からA0 のデータが第1のデータ回路に読
み出され、メモリセルMC2からA1 のデータが第2の
データ回路に読み出される。同様に、メモリセルMC1
27からA126 のデータが第127のデータ回路に、メ
モリセルMC128からA127 のデータが第128のデ
ータ回路にラッチされる。以上のように、ワード線WL
1を共有する、MC1,MC2,MC3,…,MC12
7,MC128の上位ページのデータがデータ回路に読
み出される。<Reading> FIG. 9 is a diagram for explaining reading.
It is. First, the reading of the first page corresponding to address A 0 to A 127 (upper page). Data A 0 from the memory cell MC1 is read out to the first data circuit from the memory cell MC2 of A 1 data is read out to the second data circuit. Similarly, the memory cell MC1
Data A 126 from the 27 to the data circuits 127, the data from the memory cell MC128 A 127 is latched in the data circuit of the 128. As described above, the word line WL
1, MC1, MC2, MC3,..., MC12
7, the data of the upper page of MC128 is read out to the data circuit.
【0093】次にアドレスB0 からB127 までに対応す
る2ページ目(下位ページ)の読み出しを説明する。メ
モリセルMC1からB0 のデータが第1のデータ回路に
読み出され、メモリセルMC2からB1 のデータが第2
のデータ回路に読み出される。同様に、メモリセルMC
127からB126 のデータが第127のデータ回路に、
メモリセルMC128からB127 のデータが第128の
データ回路に読み出される。以上のように、ワード線W
L1を共有する、MC1,MC2,MC3,…,MC1
27,MC128の下位ページのデータがデータ回路に
読み出される。Next, reading of the second page (lower page) corresponding to addresses B 0 to B 127 will be described. Data B 0 from the memory cell MC1 is read out to the first data circuit from the memory cell MC2 of B 1 data second
Is read out to the data circuit. Similarly, the memory cell MC
The data from 127 to B 126 is transferred to the 127th data circuit,
Data from the memory cell MC128 B 127 is read out to the data circuit of the 128. As described above, the word line W
MC1, MC2, MC3,..., MC1 sharing L1
27, data of the lower page of the MC 128 are read out to the data circuit.
【0094】メモリセルユニットは1個又は複数個のメ
モリセル、及び0個又は1個又は複数個の選択MOSト
ランジスタから構成されている。メモリセルユニットの
例を幾つか図10に示した。図10(a)はいわゆるN
AND型EEPROM又はNAND型マスクROM、図
10(b)は図10(a)の選択MOSトランジスタの
しきい値が異なる(E-type 、I-type )場合である。
図10(c)は選択MOSトランジスタを3個設けた場
合のNAND型不揮発性メモリの一例、図10(d)は
選択MOSトランジスタを4個設けた場合のNAND型
不揮発性メモリの一例である(図中E-type 選択MOS
トランジスタのしきい値は正、D-type選択MOSトラ
ンジスタのしきい値は負である。)。なお、NANDセ
ルの構成は図74及び図75と、メモリセルアレイの構
成は図76と同様である。The memory cell unit includes one or a plurality of memory cells and zero, one, or a plurality of selection MOS transistors. Some examples of the memory cell unit are shown in FIG. FIG. 10A shows a so-called N
FIG. 10B shows an AND type EEPROM or a NAND type mask ROM in which the threshold values of the selection MOS transistors shown in FIG. 10A are different (E-type, I-type).
FIG. 10C shows an example of a NAND nonvolatile memory provided with three selection MOS transistors, and FIG. 10D shows an example of a NAND nonvolatile memory provided with four selection MOS transistors. E-type selection MOS in the figure
The threshold value of the transistor is positive, and the threshold value of the D-type selection MOS transistor is negative. ). The configuration of the NAND cell is the same as in FIGS. 74 and 75, and the configuration of the memory cell array is the same as in FIG.
【0095】さらに、図11(a)はNOR型EEPR
OM又はNOR型マスクROMである。図11(b)
(c)はNOR型不揮発性メモリに選択MOSトランジ
スタを1個或いは2個設けた場合の一例である。図12
(a)はソース及びドレインを複数個のメモリセルで共
有して、メモリセルが並列接続されたものである。図1
2(b)は複数個のメモリセルを並列接続したものに、
選択MOSトランジスタを1個接続したもの(公知例 O
noda,H.,et al.,IEDM Tech.Dig,1992,p.599 )である。
図12(c)は複数個のメモリセルを並列接続したもの
に、選択MOSトランジスタを2個接続したもの(公知
例 Kume,H.,et al,.IEDM Tech.Dig 、1992,p991、Hisamu
ne,Y.,et al.,IEDM Tech.Dig,1992,p19 )である。図1
3は複数のメモリセルを並列に接続した別の例である
(公知例 Bergemont,A.,et al,.IEDMTech.Dig,1993,p15
)。FIG. 11A shows a NOR type EEPROM.
It is an OM or NOR type mask ROM. FIG. 11B
(C) is an example in which one or two selection MOS transistors are provided in a NOR type nonvolatile memory. FIG.
(A) shows a configuration in which the source and the drain are shared by a plurality of memory cells, and the memory cells are connected in parallel. FIG.
2 (b) shows a plurality of memory cells connected in parallel,
A device in which one selection MOS transistor is connected (known example O
noda, H., et al., IEDM Tech. Dig, 1992, p.599).
FIG. 12 (c) shows a configuration in which a plurality of memory cells are connected in parallel and two selection MOS transistors are connected (known examples: Kume, H., et al, IEDM Tech. Dig, 1992, p991, Hisamu
ne, Y., et al., IEDM Tech. Dig, 1992, p19). FIG.
Reference numeral 3 denotes another example in which a plurality of memory cells are connected in parallel (known examples: Bergemont, A., et al, .IEDMTech.Dig, 1993, p15).
).
【0096】[第2の実施形態]4値NANDフラッシ
ュメモリを例にとり、図面を参照して本実施形態を説明
する。図7は、多値記憶式EEPROMの構成を示して
いる。メモリセルがマトリクス状に配置されて構成され
るメモリセルアレイ1に対して、メモリセルを選択した
り、制御ゲートに書き込み電圧及び読み出し電圧を印加
する制御ゲート・選択ゲート駆動回路2が設けられる。
制御ゲート・選択ゲート駆動回路2はアドレスバッファ
5につながりアドレス信号を受ける。データ回路3は、
書き込みデータに保持したり、メモリセルのデータを読
み出したりするための回路である。データ回路3はデー
タ入出力バッファ4に繋がり、アドレスバッファ5から
のアドレス信号を受ける。データ入出力バッファ4は、
EEPROM外部とのデータ入出力制御を行なう。[Second Embodiment] The present embodiment will be described with reference to the drawings, taking a 4-level NAND flash memory as an example. FIG. 7 shows a configuration of a multi-value storage type EEPROM. A control gate / select gate drive circuit 2 for selecting a memory cell and applying a write voltage and a read voltage to a control gate is provided for a memory cell array 1 in which memory cells are arranged in a matrix.
The control gate / selection gate drive circuit 2 is connected to the address buffer 5 and receives an address signal. The data circuit 3
This is a circuit for holding write data or reading data from a memory cell. Data circuit 3 is connected to data input / output buffer 4 and receives an address signal from address buffer 5. The data input / output buffer 4
Data input / output control with the outside of the EEPROM is performed.
【0097】図14は、図7に見られるメモリセルアレ
イ1とデータ回路3を示している。メモリセルM1 〜M
4 が直列に接続されNAND型セルを構成している。そ
の両端は、選択トランジスタS1 ,S2 を介して、それ
ぞれビット線BL、ソース線Vsに接続される。また、
4本の制御ゲートCG1〜CG4に繋がるメモリセル群
でブロックを形成する。“ページ”,“ブロック”は制
御ゲート・選択ゲート駆動回路2によって選択される。
各ビット線BL0A〜BLmAには、データ回路3-0〜3-m
が接続され、対応するメモリセルへの書き込みデータを
一時的に記憶したりする。この実施形態はオープン・ビ
ット線配置なのでデータ回路3-0〜3-mにはビット線B
L0B〜BLmBも接続される。FIG. 14 shows the memory cell array 1 and the data circuit 3 shown in FIG. Memory cells M1 to M
4 are connected in series to form a NAND cell. Both ends are connected to a bit line BL and a source line Vs via select transistors S1 and S2, respectively. Also,
A block is formed by a memory cell group connected to the four control gates CG1 to CG4. “Page” and “block” are selected by the control gate / selection gate drive circuit 2.
Each of the bit lines BL0A to BLmA has a data circuit 3-0 to 3-m
Are connected to temporarily store write data to a corresponding memory cell. In this embodiment, since the open bit lines are arranged, the data circuits 3-0 to 3-m have bit lines B
L0B to BLmB are also connected.
【0098】図15は、メモリセルMに4つの書き込み
状態を設けることによって4値記憶する場合の、メモリ
セルMのしきい値電圧と4つの書き込み状態(4レベル
データ“1”,“2”,“3”,“4”)の関係を示し
ている。データ“1”の状態は消去後の状態と同じで、
例えば負のしきい値を持つ。“2”状態は、例えば0.
5Vから0.8Vの間のしきい値を持つ。“3”状態
は、例えば1.5Vから1.8Vの間のしきい値を持
つ。“4”状態は、例えば2.5Vから2.8Vの間の
しきい値を持つ。FIG. 15 shows the threshold voltage of the memory cell M and the four write states (four-level data "1", "2") when four values are stored by providing four write states in the memory cell M. , “3”, “4”). The state of data "1" is the same as the state after erasure,
For example, it has a negative threshold. The “2” state is, for example, 0.
It has a threshold between 5V and 0.8V. The "3" state has a threshold value between 1.5V and 1.8V, for example. The "4" state has a threshold value between, for example, 2.5V and 2.8V.
【0099】メモリセルMの制御ゲートCGに、読み出
し電圧VCG3R を印加して、メモリセルが“ON”か“O
FF”かでメモリセルのデータが「“1”,“2”のい
ずれかか“3”,“4”のいずれか」を検出できる。続
けて、読み出し電圧VCG4R ,VCG2R を印加することでメ
モリセルのデータが完全に検出される。読み出し電圧VC
G2R ,VCG3R ,VCG4R は例えばそれぞれ0V,1V,2
Vとされる。電圧VCG2V ,VCG3V ,VCG4V はベリファイ
電圧と呼ばれ、データ書き込み時にはこれらベリファイ
電圧を制御ゲートに印加してメモリセルMの状態を検出
し、充分書き込みが行なわれたか否かをチェックする。
例えばそれぞれ0.5V,1.5V,2.5Vとされ
る。The read voltage VCG3R is applied to the control gate CG of the memory cell M, and the memory cell is turned on or off.
The data of the memory cell can be detected as “1” or “2” or “3” or “4” by FF ”. Subsequently, by applying the read voltages VCG4R and VCG2R, the data of the memory cell is completely detected. Read voltage VC
G2R, VCG3R, VCG4R are, for example, 0V, 1V, 2
V. The voltages VCG2V, VCG3V, and VCG4V are called verify voltages, and when data is written, these verify voltages are applied to the control gate to detect the state of the memory cell M and check whether or not the write has been performed sufficiently.
For example, they are 0.5 V, 1.5 V, and 2.5 V, respectively.
【0100】図16はデータ回路を示している。データ
回路は2つのラッチ回路(第1のラッチ回路及び第2の
ラッチ回路)を含む。書き込みの際には、2ビットの書
き込みデータはこの2つのラッチ回路に蓄えられる。読
み出しの際には、読み出した4値データはこの2つのラ
ッチ回路に蓄えられ、その後IO1を介してチップ外部
に出力される。本実施形態では1ページは256個のメ
モリセルで構成される。つまり、同じ制御ゲート、選択
ゲートで同時に選択されるメモリセルの数は256個で
ある。ここで、512ビットの2ページ分のデータを書
き込み、そして読み出す場合を例にとって説明する。5
12ビットのデータは上位ページと、下位ページのデー
タから構成される。上位ページのデータはカラムアドレ
スA0 ,A1 ,A2 ,…,A254 ,A255 に対応し、下
位ページのデータはカラムアドレスB0 ,B1 ,B2 ,
…,B254 ,B255 に対応する。FIG. 16 shows a data circuit. The data circuit includes two latch circuits (a first latch circuit and a second latch circuit). At the time of writing, 2-bit write data is stored in these two latch circuits. At the time of reading, the read quaternary data is stored in these two latch circuits, and then output to the outside of the chip via IO1. In this embodiment, one page is composed of 256 memory cells. That is, the number of memory cells simultaneously selected by the same control gate and select gate is 256. Here, a case where data of two pages of 512 bits are written and read will be described as an example. 5
The 12-bit data includes upper page data and lower page data. The upper page data corresponds to the column addresses A 0 , A 1 , A 2 ,..., A 254 , A 255 , and the lower page data corresponds to the column addresses B 0 , B 1 , B 2 ,.
.., B 254 and B 255 .
【0101】<上位ページ(A0 ,A1 ,A2 ,…,A
254 ,A255 )の書き込み>まず、先頭アドレスA0 の
書き込みデータは第1のラッチ回路RT1-0 に入力し、
そして保持される。続いて、アドレスA1 ,A2 ,…,
A254 ,A255 の書き込みデータは第1のラッチ回路R
T1-1 ,RT1-2 ,…,RT1-254 ,RT1-255 に入力
し、保持される。その後、データ回路内の第1のラッチ
回路に保持された1ビットの書き込みデータに従ってメ
モリセルに書き込みが行なわれ、“1”状態又は“2”
状態になる。もし、データが256ビットに満たない場
合には、データ回路内の第1のラッチ回路には書き込み
データの入力されないものがある。この場合には、メモ
リセルの書き込み状態が、しきい値レベルが低い“1”
状態になるように第1のラッチ回路に書き込みデータを
設定すればよい。<Upper page (A 0 , A 1 , A 2 ,..., A
254 , A 255 )> First, the write data of the head address A 0 is input to the first latch circuits RT1-0,
And it is held. Subsequently, addresses A 1 , A 2 ,.
The write data of A 254 and A 255 is stored in the first latch circuit R
.., RT1-254, RT1-255 are input and held. After that, writing is performed on the memory cell according to the 1-bit write data held in the first latch circuit in the data circuit, and the “1” state or “2” is written.
State. If the data is less than 256 bits, some of the first latch circuits in the data circuit do not receive write data. In this case, the write state of the memory cell is "1" having a low threshold level.
What is necessary is just to set the write data in the first latch circuit so as to be in the state.
【0102】<下位ページ(B0 ,B1 ,B2 ,…,B
254 ,B255 )の書き込み>まず、先頭アドレスB0 の
書き込みデータは第1のラッチ回路RT1-0 に入力し、
そして保持される。続いてアドレスB1 ,B2 ,…,B
254 ,B255 の書き込みデータは第1のラッチ回路RT
1-1 ,RT1-2 ,…,RT1-254 ,RT1-255 に入力
し、保持される。外部から入力した書き込みデータを第
1のラッチ回路にロードしている間に、メモリセルに既
に書き込まれているアドレスA0 ,A1,A2 ,…,A
254 ,A255 の書き込みデータを読み出し、第2のラッ
チ回路RT2-0 ,RT2-1 ,…,RT2-254 ,RT2-25
5 に入力する。その後、データ回路内の2つのラッチ回
路に保持された2ビットの書き込みデータに従ってメモ
リセルに書き込みが行なわれる。<Lower page (B 0 , B 1 , B 2 ,..., B
254, B 255) writes> First, the write data start address B 0 is input to the first latch circuit RT1-0,
And it is held. Subsequently, addresses B 1 , B 2 ,.
254 and B 255 are written to the first latch circuit RT.
1-1, RT1-2,..., RT1-254, RT1-255 are input and held. Addresses A 0 , A 1 , A 2 ,..., A already written in the memory cells while the externally input write data is being loaded into the first latch circuit.
254 reads write data A 255, a second latch circuit RT2-0, RT2-1, ..., RT2-254, RT2-25
Enter 5 Thereafter, writing is performed on the memory cells in accordance with the 2-bit write data held in the two latch circuits in the data circuit.
【0103】すなわち、“1”又は“2”を保つか、或
いは“1”から“3”又は“2”から“4”への書き込
みが行なわれる。もし、データが512ビットに満たな
い場合には、データ回路内のラッチ回路のうち、データ
が入力しないものがある。この場合には、メモリセルの
書き込み状態が、しきい値レベルができるだけ低い
“1”状態又は“2”状態又は“3”状態になるよう
に、データが入力しないラッチ回路のデータを設定すれ
ばよい。That is, "1" or "2" is kept, or "1" to "3" or "2" to "4" is written. If the data is less than 512 bits, some of the latch circuits in the data circuit do not receive the data. In this case, if the data of the latch circuit to which no data is input is set so that the write state of the memory cell becomes the “1” state, “2” state, or “3” state where the threshold level is as low as possible. Good.
【0104】<読み出し>読み出し手順を図17に示し
た。まず、読み出すメモリセルのワード線に“2”状態
と“3”状態の間の電圧Vp1を印加する。メモリセルが
導通状態になればメモリセルが“1”又は“2”状態で
あり、メモリセルが非導通状態になればメモリセルは
“3”又は“4”状態である。このようにしてカラムア
ドレスB0 ,B1 ,B2 ,…,B254 ,B255 に相当す
る下位ページの読み出しデータを第2のラッチ回路に保
持する。下位ページ(カラムアドレスB0 ,B1 ,
B2 ,…,B254 ,B255 )を読み出す場合には、ここ
でデータをIO1を介してチップ外部に出力する。上位
ページを読み出す場合には、更に読み出しを続行する。
選択ワード線にVp2を印加すると、メモリセルが“4”
状態であるか、或いは“1”又は“2”又は“3”状態
であるかが分る。読み出したデータは第1のラッチ回路
に保持する。<Read> The read procedure is shown in FIG. First, a voltage V p1 between the “2” state and the “3” state is applied to the word line of the memory cell to be read. When the memory cell is turned on, the memory cell is in the "1" or "2" state, and when the memory cell is turned off, the memory cell is in the "3" or "4" state. Thus, the lower page read data corresponding to the column addresses B 0 , B 1 , B 2 ,..., B 254 , B 255 is held in the second latch circuit. Lower page (column addresses B 0 , B 1 ,
B 2 ,..., B 254 , B 255 ), the data is output to the outside of the chip via the IO 1 here. When reading the upper page, the reading is further continued.
When V p2 is applied to the selected word line, the memory cell becomes “4”
State, or "1" or "2" or "3" state. The read data is held in the first latch circuit.
【0105】最後に、選択ワード線にVp3を印加する
と、メモリセルが“1”状態であるか、或いは“2”又
は“3”又は“4”状態であるかが分る。これにより、
メモリセルに蓄えられたカラムアドレスA0 ,A1 ,A
2 ,…,A254 ,A255 に相当する読み出しデータを第
1のラッチ回路に保持する。この後、第1のラッチ回路
に保持されたカラムアドレスA0 ,A1 ,A2 ,…,A
254 ,A255 に相当するデータをチップ外部に出力す
る。Finally, when V p3 is applied to the selected word line, it is determined whether the memory cell is in the “1” state, or in the “2”, “3” or “4” state. This allows
Column addresses A 0 , A 1 , A stored in memory cells
Read data corresponding to 2 ,..., A 254 , A 255 is held in the first latch circuit. Thereafter, the column addresses A 0 , A 1 , A 2 ,..., A held in the first latch circuit
Data corresponding to 254 and A255 is output to the outside of the chip.
【0106】以下では、より詳細に動作を説明する。多
値記憶式EEPROMの構成は、図7と同様である。N
ANDセルの構成は例えば図74及び図75と、メモリ
セルアレイの構成は図76と同様である。メモリセルの
書き込み状態としきい値の関係は、図15と同様であ
る。図18が、データ回路3の具体例である。The operation will be described in more detail below. The configuration of the multi-value storage type EEPROM is the same as that of FIG. N
The configuration of the AND cell is the same as that shown in FIGS. 74 and 75, and the configuration of the memory cell array is the same as that shown in FIG. 76. The relationship between the write state of the memory cell and the threshold value is the same as in FIG. FIG. 18 shows a specific example of the data circuit 3.
【0107】本実施形態は4値記憶を例に構成されてい
る。nチャネルMOSトランジスタQn21 ,Qn22 ,Q
n23 とpチャネルMOSトランジスタQp9,Qp10 ,Q
p11で構成されるフリップ・フロップFF1とnチャネ
ルMOSトランジスタQn29,Qn30 ,Qn31 とpチャ
ネルMOSトランジスタQp16 ,Qp17 ,Qp18 で構成
されるFF2に、書き込み/読み出しデータをラッチす
る。また、これらはセンスアンプとしても動作する。The present embodiment is configured using four-value storage as an example. n channel MOS transistors Qn21, Qn22, Q
n23 and p-channel MOS transistors Qp9, Qp10, Q
The write / read data is latched in a flip-flop FF1 composed of p11 and an FF2 composed of n-channel MOS transistors Qn29, Qn30, Qn31 and p-channel MOS transistors Qp16, Qp17, Qp18. These also operate as sense amplifiers.
【0108】フリップ・フロップFF1,FF2は、
「“1”書き込みをするか、“2”書き込みをするか、
“3”書き込みをするか、“4”書き込みをするか」を
書き込みデータ情報としてラッチし、メモリセルが
「“1”の情報を保持しているか、“2”の情報を保持
しているか、“3”の情報を保持しているか、“4”の
情報を保持しているか」を読み出しデータ情報としてセ
ンスしラッチする。The flip flops FF1 and FF2 are
"Whether to write" 1 "or" 2 "
“3” write or “4” write ”is latched as write data information, and whether the memory cell holds“ 1 ”information or“ 2 ”information Whether the information “3” is held or the information “4” is held ”is sensed as read data information and latched.
【0109】データ入出力線IOA,IOBとフリップ
・フロップFF1は、nチャネルMOSトランジスタQ
n28 ,Qn27 を介して接続される。データ入出力線IO
A,IOBとフリップ・フロップFF2は、nチャネル
MOSトランジスタQn35 ,Qn36 を介して接続され
る。データ入出力線IOA,IOBは、図7中のデータ
入出力バッファ4にも接続される。フリップ・フロップ
FF1に保持された読み出しデータはCENB1が活性
化されることにより、IOA及びIOBに出力される。
フリップ・フロップFF2に保持された読み出しデータ
はCENB2が活性化されることにより、IOA及びI
OBに出力される。Data input / output lines IOA and IOB and flip-flop FF1 are connected to n-channel MOS transistor Q
They are connected via n28 and Qn27. Data input / output line IO
A, IOB and flip-flop FF2 are connected via n-channel MOS transistors Qn35 and Qn36. The data input / output lines IOA and IOB are also connected to the data input / output buffer 4 in FIG. The read data held in the flip-flop FF1 is output to IOA and IOB by activating CENB1.
The read data held in the flip-flop FF2 is supplied to IOA and I
Output to OB.
【0110】nチャネルMOSトランジスタQn26 ,Q
n34 は、それぞれフリップ・フロップFF1,FF2を
信号ECH1,ECH2が“H”となってイコライズす
る。nチャネルMOSトランジスタQn24 ,Qn32 は、
フリップ・フロップFF1,FF2とMOSキャパシタ
Qd1の接続を制御する。nチャネルMOSトランジスタ
Qn25 ,Qn33 は、フリップ・フロップFF1,FF2
とMOSキャパシタQd2の接続を制御する。N channel MOS transistors Qn26, Qn
n34 equalizes the flip-flops FF1 and FF2 when the signals ECH1 and ECH2 become "H". The n-channel MOS transistors Qn24 and Qn32 are
The connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd1 is controlled. The n-channel MOS transistors Qn25 and Qn33 are connected to flip-flops FF1 and FF2.
And the connection of the MOS capacitor Qd2.
【0111】pチャネルMOSトランジスタQp12C,Q
p13Cで構成される回路は、活性化信号VRFYBACに
よって、フリップ・フロップFF1のデータに応じて、
MOSキャパシタQd1のゲート電圧を変更する。pチャ
ネルMOSトランジスタQp14C,Qp15Cで構成される回
路は、活性化信号VRFYBBCによって、フリップ・
フロップFF1のデータに応じて、MOSキャパシタQ
d2のゲート電圧を変更する。nチャネルMOSトランジ
スタQn1C ,Qn2C で構成される回路は、活性化信号V
RFYBA1Cによって、フリップ・フロップFF2の
データに応じて、MOSキャパシタQd1のゲート電圧を
変更する。nチャネルMOSトランジスタQn3C ,Qn4
C で構成される回路は、活性化信号VRFYBB1Cに
よって、フリップ・フロップFF2のデータに応じて、
MOSキャパシタQd2のゲート電圧を変更する。P channel MOS transistors Qp12C, Q
The circuit constituted by p13C responds to the data of the flip-flop FF1 by the activation signal VRFYBAC,
The gate voltage of the MOS capacitor Qd1 is changed. A circuit composed of p-channel MOS transistors Qp14C and Qp15C is flip-flopped by an activation signal VRFYBBC.
According to the data of the flop FF1, the MOS capacitor Q
Change the gate voltage of d2. A circuit composed of n-channel MOS transistors Qn1C and Qn2C activates an activation signal V
RFYBA1C changes the gate voltage of MOS capacitor Qd1 according to the data of flip-flop FF2. n-channel MOS transistors Qn3C, Qn4
The circuit constituted by C is activated by the activation signal VRFYBB1C according to the data of the flip-flop FF2.
The gate voltage of the MOS capacitor Qd2 is changed.
【0112】MOSキャパシタQd1,Qd2は、ディプリ
ーション型nチャネルMOSトランジスタで構成され、
ビット線容量より充分小さくされる。nチャネルMOS
トランジスタQn37 は、信号PREAによってMOSキ
ャパシタQd1を電圧VAに充電する。nチャネルMOS
トランジスタQn38 は、信号PREBによってMOSキ
ャパシタQd2を電圧VBに充電する。nチャネルMOS
トランジスタQn39 ,Qn40 は、信号BLCA,BLC
Bによって、データ回路3とビット線BLa,BLbの
接続をそれぞれ制御する。nチャネルMOSトランジス
タQn37 ,Qn38 で構成される回路はビット線電圧制御
回路を兼ねる。MOS capacitors Qd1 and Qd2 are composed of depletion type n-channel MOS transistors.
This is made sufficiently smaller than the bit line capacity. n-channel MOS
The transistor Qn37 charges the MOS capacitor Qd1 to the voltage VA by the signal PREA. n-channel MOS
Transistor Qn38 charges MOS capacitor Qd2 to voltage VB in response to signal PREB. n-channel MOS
The transistors Qn39 and Qn40 output signals BLCA and BLC
B controls the connection between the data circuit 3 and the bit lines BLa and BLb, respectively. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn37 and Qn38 also functions as a bit line voltage control circuit.
【0113】次に、このように構成されたEEPROM
の動作を、タイミング図に従って説明する。以下では制
御ゲートCG2Aが選択されている場合を示す。 <上位ページの書き込み> (1) 上位ページのプログラム 書き込み動作前に、入力されたデータは、データ入出力
バッファ4を経て、データ回路3に入力される。1ペー
ジの大きさが256ビットであり、データ回路は256
個あるとすると、入力した上位ページの256ビットの
書き込みデータは、カラム活性化信号CENB1が
“H”で、IOA,IOBを介してフリップ・フロップ
FF1に入力する。書き込みデータとFF1のノードN
3C,N4Cの関係が図19である。入力データがHi
ghの場合には“1”状態を保ち、入力データがLow
の場合には“2”状態に書き込まれる。Next, the EEPROM constructed as described above will be described.
Will be described with reference to a timing chart. Hereinafter, a case where the control gate CG2A is selected will be described. <Writing of upper page> (1) Program of upper page The input data is input to the data circuit 3 via the data input / output buffer 4 before the write operation. The size of one page is 256 bits, and the data circuit is 256 bits.
If there are the write data, the input 256-bit write data of the upper page is input to the flip-flop FF1 via IOA and IOB when the column activation signal CENB1 is "H". Write data and node N of FF1
FIG. 19 shows the relationship between 3C and N4C. Input data is Hi
gh, the state is kept “1” and the input data is Low.
In the case of, it is written to the "2" state.
【0114】書き込み動作は図20に示されている。時
刻t1sにVRFYBACが0Vになり、データ“1”が
保持されているデータ回路からはビット線書き込み制御
電圧Vccがビット線に出力される。その後、時刻t2sに
RV1AがVccになることにより、データ“2”が保持され
ているデータ回路からは0Vがビット線に出力される。
その結果、“1”書き込みするビット線はVcc、“2”
書き込みするビット線は0Vになる。The write operation is shown in FIG. At time t1s, VRFYBAC becomes 0 V, and the bit line write control voltage Vcc is output to the bit line from the data circuit holding data "1". Then, at time t2s
When RV1A becomes Vcc, 0V is output to the bit line from the data circuit holding data "2".
As a result, the bit line for writing “1” is Vcc, “2”
The bit line to be written becomes 0V.
【0115】時刻t1sに制御ゲート・選択ゲート駆動回
路2によって、選択されたブロックの選択ゲートSG1
A、制御ゲートCG1A〜CG4AがVccになる。選択
ゲートSG2Aは0Vである。次に、時刻t3sに、選択
された制御ゲートCG2Aが高電圧Vpp(例えば20
V)、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,CG4A
がVM (例えば10V)となる。データ“2”が保持さ
れているデータ回路に対応するメモリセルでは、0Vの
チャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によって、浮
遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。データ
“1”が保持されているデータ回路に対応するメモリセ
ルでは、選択ゲートSG1Aが“OFF”になるのでメ
モリセルのチャネルはフローティングになる。その結
果、メモリセルのチャネルは制御ゲートとの間の容量結
合により、8V程度になる。データ“1”を書き込むメ
モリセルではチャネルが8V、制御ゲートが20Vなの
で、メモリセルへの電子の注入は行なわれず、消去状態
(“1”)を保つ。書き込み動作中、信号SAN1,S
AN2,PREB,BLCBは“H”、信号SAP1,
SAP2,VRFYBA1C,RV1B,RV2B,E
CH1,ECH2は“L”、電圧VBは0Vである。At time t1s, the control gate / selection gate drive circuit 2 selects the selection gate SG1 of the selected block.
A, the control gates CG1A to CG4A become Vcc. The selection gate SG2A is at 0V. Next, at time t3s, the selected control gate CG2A is driven to the high voltage Vpp (for example, 20
V), non-selection control gates CG1A, CG3A, CG4A
Becomes VM (for example, 10 V). In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “2”, electrons are injected into the floating gate due to the difference between the channel potential of 0 V and the potential of Vpp of the control gate, and the threshold value rises. In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “1”, the channel of the memory cell becomes floating because the selection gate SG1A is turned “OFF”. As a result, the channel of the memory cell becomes about 8 V due to capacitive coupling with the control gate. In the memory cell into which data "1" is to be written, the channel is 8 V and the control gate is 20 V, so that electrons are not injected into the memory cell and the erase state ("1") is maintained. During the write operation, the signals SAN1, S
AN2, PREB, BLCB are "H", and signals SAP1,
SAP2, VRFYBA1C, RV1B, RV2B, E
CH1 and ECH2 are "L", and voltage VB is 0V.
【0116】(2) 上位ページのベリファイリード 書き込み動作後、書き込みが充分に行なわれたかを検出
する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい値に
達していれば、データ回路のデータを“1”に変更す
る。もし、所望のしきい値に達していなければ、データ
回路のデータを保持して再度書き込み動作を行なう。書
き込み動作と書き込みベリファイは全ての“2”書き込
みするメモリセルが所望のしきい値に達するまで繰り返
される。図18及び図21を用いて、この書き込みベリ
ファイ動作を説明する。まず、時刻t1yc に、電圧V
A,VBがそれぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビッ
ト線BLa,BLbはそれぞれ1.8V,1.5Vにな
る。信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離され、ビット線BLa,B
Lbはフローティングとなる。信号PREA,PREB
が“L”となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲー
ト電極であるノードN1,N2はフローティング状態に
なる。(2) Verify Read of Upper Page After the write operation, it is detected whether or not the write has been sufficiently performed (write verify). If the desired threshold value has been reached, the data of the data circuit is changed to "1". If the threshold value has not been reached, the data of the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and the write verify are repeated until all the memory cells to which "2" is written reach a desired threshold. The write verify operation will be described with reference to FIGS. First, at time t1yc, the voltage V
A and VB become 1.8V and 1.5V, respectively, and the bit lines BLa and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. The signals BLCA and BLCB become "L", the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
The OS capacitor Qd2 is cut off and the bit lines BLa, B
Lb is floating. Signals PREA, PREB
Becomes "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state.
【0117】続いて、時刻t2yc に、制御ゲート・選択
ゲート駆動回路2によって選択されたブロックの選択さ
れた制御ゲートCG2Aは0.5V、非選択制御ゲート
CG1A,CG3A,CG4Aと選択ゲートSG1A,
SG2AはVccにされる。選択されたメモリセルのしき
い値が0.5V以下なら、ビット線電圧は1.5Vより
低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が0.5V
以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとなる。時刻
t3yc に、信号BLCA,BLCBが“H”とされ、ビ
ット線の電位がN1,N2に転送される。その後、信号
BLCA,BLCBが“L”となって、ビット線BLa
とMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャ
パシタQd2は切り離される。Subsequently, at time t2yc, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is 0.5 V, the non-selected control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate SG1A,
SG2A is set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 0.5V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V. The threshold value of the selected memory cell is 0.5 V
In this case, the bit line voltage remains at 1.8 V. At time t3yc, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the bit line potential is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become “L” and the bit line BLa
And the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected.
【0118】この後、時刻t4yc にVRFYBACが
“L”となると、“1”書き込みデータが保持されてい
るデータ回路では、pチャネルMOSトランジスタQp1
2Cが“ON”であり、ノードN1はVccとなる。その結
果、ノードN1は“1”書き込みの場合にはVccにな
る。“2”書き込みの場合には、pチャネルMOSトラ
ンジスタQp12Cが“OFF”する。つまり、“2”書き
込みが充分に行なわれた場合には、N1はVccになり、
“2”書き込みが不充分の場合には、N1は0Vにな
る。その後、信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。Thereafter, when VRFYBAC becomes "L" at time t4yc, in the data circuit holding "1" write data, the p-channel MOS transistor Qp1
2C is "ON", and the node N1 becomes Vcc. As a result, the node N1 becomes Vcc when "1" is written. In the case of writing "2", the p-channel MOS transistor Qp12C is turned "OFF". That is, when "2" write is sufficiently performed, N1 becomes Vcc,
If "2" write is insufficient, N1 becomes 0V. Thereafter, the signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
【0119】この後、信号RV1A,RV1Bが“H”
となる。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“H”、“L”となることで、時刻t5yc にノードN1
の電圧がセンスされラッチされる。これで、“2”書き
込みデータを保持しているデータ回路のみ、対応するメ
モリセルのデータが充分“2”書き込み状態となったか
否かを検出する。メモリセルのデータが“2”であれ
ば、フリップ・フロップFF1でノードN1の電圧をセ
ンスしラッチすることで書き込みデータは“1”に変更
される。メモリセルのデータが“2”でなければ、フリ
ップ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラ
ッチすることで書き込みデータは“2”に保持される。
“1”書き込みデータを保持しているデータ回路の書き
込みデータは変更されない。Thereafter, the signals RV1A and RV1B are set to "H".
Becomes Again, the signals SAN1 and SAP1 become “H” and “L”, respectively, so that the node N1 at time t5yc.
Are sensed and latched. As a result, only the data circuit holding the “2” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “2” write state. If the data of the memory cell is "2", the write data is changed to "1" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. If the data of the memory cell is not “2”, the write data is held at “2” by sensing and latching the voltage of the node N1 with the flip-flop FF1.
The write data of the data circuit holding the “1” write data is not changed.
【0120】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達していれば、データ回路のノードN4Cが
“L”になる。これを検出することにより、全ての選択
されたメモリセルが所望のしきい値に達したか否かが分
る。書き込み終了の検出は、例えば図18のように書き
込み終了一括検知トランジスタQn5C を用いればよい。
ベリファイリード後、まずVRTCを例えばVccにプリ
チャージする。書き込みが不充分なメモリセルが1つで
もあると、そのデータ回路のノードN4Cは“H”なの
でnチャネルMOSトランジスタQn5C は“ON”し、
VRTCはプリチャージ電位から低下する。全てのメモ
リセルが充分に書き込まれると、データ回路3-0,3-
1,…,3-m-1,3-mのノードN4Cが全て“L”にな
る。その結果、全てのデータ回路内のnチャネルMOS
トランジスタQn5C が“OFF”になるのでVRTCは
プリチャージ電位を保ち、書き込み終了が検知される。If all the selected memory cells have reached the desired threshold, the node N4C of the data circuit goes to "L". By detecting this, it is known whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold. For example, the write end detection transistor Qn5C may be used to detect the write end as shown in FIG.
After the verify read, VRTC is first precharged to, for example, Vcc. If there is at least one insufficiently written memory cell, the n-channel MOS transistor Qn5C turns "ON" because the node N4C of the data circuit is "H",
VRTC falls from the precharge potential. When all the memory cells are sufficiently written, the data circuits 3-0, 3-
All the nodes N4C of 1,..., 3-m-1, 3-m become “L”. As a result, n-channel MOS in all data circuits
Since the transistor Qn5C is turned "OFF", VRTC maintains the precharge potential, and the end of writing is detected.
【0121】<下位ページの書き込み> (1) 上位データの読み出しとデータ反転、及びデータロ
ード 下位ページを書き込むに先だって、メモリセルには上位
ページのデータが書き込まれ、図22(a)のように、
“1”状態又は“2”状態になっている。下位ページの
データを外部からIOA,IOBを通じてフリップ・フ
ロップFF1に入力すると同時に、メモリセルに蓄えら
れた上位ページのデータを読み出してフリップ・フロッ
プFF2に保持する。図22、図23を用いてメモリセ
ルに書き込まれた上位ページのデータの読み出しを説明
する。<Writing of lower page> (1) Reading of upper data, data inversion, and data loading Prior to writing of the lower page, data of the upper page is written in the memory cell, as shown in FIG. ,
It is in the “1” state or the “2” state. The lower page data is externally input to the flip-flop FF1 via IOA and IOB, and at the same time, the upper page data stored in the memory cell is read and held in the flip-flop FF2. Reading of the data of the upper page written in the memory cell will be described with reference to FIGS.
【0122】まず時刻t1yd に、電圧VA,VBがそれ
ぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,B
Lbはそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLC
A、BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMO
SキャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタ
Qd2は切り離され、ビット線BLa,BLbはフローテ
ィングとなる。信号PREA,PREBが“L”となっ
て、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート電極であるノ
ードN1,N2はフローティング状態になる。First, at time t1yd, voltages VA and VB become 1.8 V and 1.5 V, respectively, and bit lines BLa and B
Lb becomes 1.8V and 1.5V, respectively. Signal BLC
A and BLCB become “L”, and the bit lines BLa and MO
The S capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are cut off, and the bit lines BLa and BLb float. The signals PREA and PREB become "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state.
【0123】続いて時刻t2yd に、制御ゲート・選択ゲ
ート駆動回路2によって選択されたブロックの選択され
た制御ゲートCG2Aは0V、非選択制御ゲートCG1
A,CG3A,CG4Aと選択ゲートSG1A,SG2
AはVccにされる。選択されたメモリセルのしきい値が
0V以下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。
選択されたメモリセルのしきい値が0V以上なら、ビッ
ト線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t3yd に、信号
BLCA,BLCBが“H”とされ、ビット線の電位が
N1,N2に転送される。その後、信号BLCA,BL
CBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパ
シタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切
り離される。その後、信号SAN2,SAP2がそれぞ
れ“L”、“H”となってフリップ・フロップFF2が
非活性化され、信号ECH2が“H”となってイコライ
ズされる。この後、信号RV2A,RV2Bが“H”と
なる。再度、信号SAN2,SAP2がそれぞれ
“H”、“L”となることで、時刻t4yd にノードN1
の電圧がセンスされラッチされる。この時のフリップ・
フロップFF2のノードN5C,N6Cは図22(b)
になる。Subsequently, at time t2yd, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is set to 0V, and the unselected control gate CG1 is set.
A, CG3A, CG4A and select gates SG1A, SG2
A is set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 0V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V.
If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. At time t3yd, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the bit line potential is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA, BL
CB becomes "L", and the bit line BLa is separated from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is separated from the MOS capacitor Qd2. Thereafter, the signals SAN2 and SAP2 become "L" and "H", respectively, so that the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signals RV2A and RV2B become "H". Again, when the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, the node N1 at time t4yd
Are sensed and latched. The flip at this time
The nodes N5C and N6C of the flop FF2 are shown in FIG.
become.
【0124】この後に読み出したデータを反転する。例
えば“1”を読み出した場合、図22(b)のようにN
5Cは“L”であるが、データ反転動作によって“H”
にする。時刻t5yd に、信号PREA,PREBが
“H”となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート
電極であるノードN1,N2は1.8V,1.5Vにプ
リチャージされ、その後、フローティング状態になる。
続いて時刻t6yd にVRFYBA1Cが“H”となる
と、“2”書き込みデータが保持されているデータ回路
では、nチャネルMOSトランジスタQn2C が“ON”
であり、ノードN1は0Vとなる。“1”書き込みの場
合には、nチャネルMOSトランジスタQn2Cが“OF
F”し、ノードN1は1.8Vを保つ。Thereafter, the data read out is inverted. For example, when “1” is read, as shown in FIG.
5C is “L”, but “H” due to the data inversion operation.
To At time t5yd, the signals PREA and PREB change to "H", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, are precharged to 1.8 V and 1.5 V, and thereafter enter a floating state.
Subsequently, when VRFYBA1C becomes “H” at time t6yd, in the data circuit holding the “2” write data, the n-channel MOS transistor Qn2C is turned “ON”.
And the node N1 becomes 0V. In the case of "1" writing, the n-channel MOS transistor Qn2C
F ", and the node N1 keeps 1.8V.
【0125】その後、信号SAN2,SAP2がそれぞ
れ“L”,“H”となってフリップ・フロップFF2が
非活性化され、信号ECH2が“H”となってイコライ
ズされる。この後、信号RV2A,RV2Bが“H”と
なる。再度、信号SAN2,SAP2がそれぞれ
“H”,“L”となることで、時刻t7yd にノードN1
の電圧がセンスされラッチされる。以上のデータ反転動
作の結果、フリップ・フロップFF2のノードは図22
(c)のようになる。Thereafter, the signals SAN2 and SAP2 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and equalized. Thereafter, the signals RV2A and RV2B become "H". Again, the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, so that the node N1 at time t7yd.
Are sensed and latched. As a result of the above data inversion operation, the node of the flip-flop FF2 is
(C).
【0126】外部からフリップ・フロップFF1に入力
した下位ページの書き込みデータは図24の通りであ
る。下位ページの入力データが“H”ならば書き込みは
行なわれず、メモリセルは“1”又は“2”状態を保
つ。一方、下位ページの入力データが“L”ならば書き
込みが行なわれ、“1”状態のメモリセルは“3”状態
に、“2”状態のメモリセルは“4”状態に書き込まれ
る。以上をまとめると、下位ページ書き込み時のフリッ
プ・フロップのノードN3C,N4C,N5C,N6C
のデータは図25のようになる。FIG. 24 shows the write data of the lower page inputted to the flip-flop FF1 from the outside. If the input data of the lower page is "H", writing is not performed, and the memory cell maintains the "1" or "2" state. On the other hand, if the input data of the lower page is "L", writing is performed, and the memory cell in the "1" state is written in the "3" state, and the memory cell in the "2" state is written in the "4" state. In summary, the flip-flop nodes N3C, N4C, N5C, N6C at the time of writing the lower page
Are as shown in FIG.
【0127】(2)下位ページのプログラム 書き込み動作は図26に示されている。時刻t1pに電圧
VAがビット線書き込み制御電圧1Vとなってビット線
BLaが1Vとされる。nチャネルMOSトランジスタ
Qn39 のしきい値分の電圧降下分が問題になるときは、
信号BLCAを昇圧すればよい。続いて、信号PREA
が“L”となってビット線がフローティングにされる。
次に、時刻t2pに信号RV2Aが1.5Vとされる。こ
れによって、データ“2”又は“4”が保持されている
データ回路からはビット線制御電圧0Vがビット線に印
加される。(2) Lower page program write operation is shown in FIG. At time t1p, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 1V, and the bit line BLa becomes 1V. When the voltage drop of the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn39 becomes a problem,
The signal BLCA may be boosted. Subsequently, the signal PREA
Becomes "L", and the bit line is floated.
Next, the signal RV2A is set to 1.5 V at the time t2p. As a result, the bit line control voltage 0V is applied to the bit line from the data circuit holding the data “2” or “4”.
【0128】nチャネルMOSトランジスタQn32 のし
きい値を1Vとすると、“1”又は“3”書き込み時に
はnチャネルMOSトランジスタQn32 は“OFF”,
“2”又は“4”書き込み時には“ON”となる。その
後、時刻t3pにVRFYBACが0Vになり、データ
“1”又はデータ“2”が保持されているデータ回路か
らはビット線書き込み制御電圧Vccがビット線に出力さ
れる。その結果、“1”書き込み又は“2”書き込みす
るビット線はVcc、“3”書き込みするビット線は1
V,“4”書き込みするビット線は0Vになる。Assuming that the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn32 is 1 V, the n-channel MOS transistor Qn32 is "OFF" when "1" or "3" is written.
It becomes "ON" when "2" or "4" is written. Thereafter, at time t3p, VRFYBAC becomes 0 V, and the bit line write control voltage Vcc is output to the bit line from the data circuit holding data "1" or data "2". As a result, the bit line for writing “1” or “2” is Vcc, and the bit line for writing “3” is 1
The bit line for writing V, "4" becomes 0V.
【0129】時刻t1pに制御ゲート・選択ゲート駆動回
路2によって、選択されたブロックの選択ゲートSG1
A、制御ゲートCG1A〜CG4AがVccとなる。選択
ゲートSG2Aは0Vである。時刻t4pに選択された制
御ゲートCG2Aが高電圧Vpp(例えば20V)、非選
択制御ゲートCG1A,CG3A,CG4AがVM (例
えば10V)となる。データ“4”が保持されているデ
ータ回路に対応するメモリセルでは、0Vのチャネル電
位と制御ゲートのVppの電位差によって、浮遊ゲートに
電子が注入されしきい値が上昇する。データ“3”が保
持されているデータ回路に対応するメモリセルでは、1
Vのチャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によっ
て、浮遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。At time t1p, the control gate / selection gate drive circuit 2 selects the selection gate SG1 of the selected block.
A, the control gates CG1A to CG4A become Vcc. The selection gate SG2A is at 0V. At time t4p, the selected control gate CG2A becomes high voltage Vpp (for example, 20V), and the non-selected control gates CG1A, CG3A, CG4A become VM (for example, 10V). In the memory cell corresponding to the data circuit holding data "4", electrons are injected into the floating gate due to the difference between the channel potential of 0 V and the potential of Vpp of the control gate, and the threshold value increases. In a memory cell corresponding to a data circuit holding data “3”, 1
Due to the difference between the channel potential of V and the potential of Vpp of the control gate, electrons are injected into the floating gate to raise the threshold.
【0130】“3”書き込みの場合のチャネル電位を1
Vにしているのは、電子の注入量を“4”データ書き込
みの場合よりも、少なくするためである。データ“1”
又は“2”が保持されているデータ回路に対応するメモ
リセルでは、チャネル電位と制御ゲートのVppの電位差
が小さいため、実効的には浮遊ゲートに電子は注入され
ない。よって、メモリセルのしきい値は変動しない。書
き込み動作中、信号SAN1,SAN2,PREB,B
LCBは“H”、信号SAP1,SAP2,VRFYB
A1C,RV1A,RV1B,RV2B,ECH1,E
CH2は“L”、電圧VBは0Vである。書き込み方は
任意性を有する。例えば図27のようにnチャネルトラ
ンジスタQn2C ,Qn4C が接続するノードを図18のよ
うに接地電位ではなく、固定電位Vrefにして、図28の
ようなタイミングで動作させてもよい。図28ではビッ
ト線を0Vに接地した後にフローティングにし、その後
VRFYBA1CをVccにすることにより、“1”又は
“3”書き込みのビット線を1Vにする。その後、VR
FYBACを0Vにすることにより、“1”又は“2”
書き込みのビット線をVccにする。その結果、“4”書
き込みのビット線は0V、“3”書き込みのビット線は
1V、“1”又は“2”書き込みのビット線はVccにな
る。The channel potential in the case of “3” write is set to 1
The reason for setting V is to make the injection amount of electrons smaller than in the case of writing “4” data. Data "1"
Alternatively, in a memory cell corresponding to a data circuit in which "2" is held, electrons are not effectively injected into the floating gate because the potential difference between the channel potential and Vpp of the control gate is small. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change. During a write operation, signals SAN1, SAN2, PREB, B
LCB is “H”, signals SAP1, SAP2, VRFYB
A1C, RV1A, RV1B, RV2B, ECH1, E
CH2 is “L” and voltage VB is 0V. The writing method is optional. For example, as shown in FIG. 27, the node to which the n-channel transistors Qn2C and Qn4C are connected may be set to a fixed potential Vref instead of the ground potential as shown in FIG. In FIG. 28, the bit line is grounded to 0 V, then floated, and then VRFYBA1C is set to Vcc, so that the bit line for writing "1" or "3" is 1 V. After that, VR
By setting FYBAC to 0 V, "1" or "2"
The write bit line is set to Vcc. As a result, the bit line for “4” write becomes 0 V, the bit line for “3” write becomes 1 V, and the bit line for “1” or “2” write becomes Vcc.
【0131】(3) 下位ページのベリファイリード 書き込み動作後、書き込みが充分に行なわれたかを検出
する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい値に
達していれば、フリップ・フロップFF1のノードN3
Cを“H”に変更する。そして、所望のしきい値に達し
ていなければ、データ回路のデータを保持して再度書き
込み動作を行なう。書き込み動作と書き込みベリファイ
は全ての“3”書き込みするメモリセル及び“4”書き
込みするメモリセルが所望のしきい値に達するまで繰り
返される。(3) Verify read of lower page After the write operation, it is detected whether or not the write has been sufficiently performed (write verify). If the desired threshold value has been reached, the node N3 of the flip-flop FF1
Change C to "H". If the threshold has not been reached, the data in the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and the write verify operation are repeated until all the memory cells to which "3" is to be written and the memory cells to which "4" are to be written have reached desired threshold values.
【0132】図18及び図29を用いて、この書き込み
ベリファイ動作を説明する。まず、“3”書き込みする
メモリセルが所定のしきい値に達しているかを検出す
る。まず時刻t1yx に、電圧VA,VBがそれぞれ1.
8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,BLbはそ
れぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLCA、BL
CBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパ
シタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切
り離され、ビット線BLa,BLbはフローティングと
なる。信号PREA,PREBが“L”となって、MO
SキャパシタQd1,Qd2のゲート電極であるノードN
1,N2はフローティング状態になる。続いて制御ゲー
ト・選択ゲート駆動回路2によって選択されたブロック
の選択された制御ゲートCG2Aは1.5V、非選択制
御ゲートCG1A,CG3A,CG4Aと選択ゲートS
G1A,SG2AはVccにされる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が1.5V以下なら、ビット線電圧は1.
5Vより低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が
1.5V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとな
る。The write verify operation will be described with reference to FIGS. First, it is detected whether the memory cell to which "3" is to be written has reached a predetermined threshold value. First, at time t1yx, the voltages VA and VB are set to 1.
8V and 1.5V, and the bit lines BLa and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. Signals BLCA, BL
When CB becomes "L", the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2, and the bit lines BLa and BLb are floating. When the signals PREA and PREB become “L”, the MO
Node N which is the gate electrode of S capacitor Qd1, Qd2
1 and N2 are in a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is 1.5V, the non-selection control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate S
G1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 1.5 V or less, the bit line voltage becomes 1.V.
It becomes lower than 5V. If the threshold value of the selected memory cell is 1.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V.
【0133】時刻t2yx に、信号BLCA,BLCBが
“H”とされ、ビット線の電位がN1,N2に転送され
る。その後、信号BLCA,BLCBが“L”となっ
て、ビット線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線
BLbとMOSキャパシタQd2は切り離される。この後
時刻t3yx にRV2Aが1.5Vになり、“2”書き込
みの場合及び“4”書き込みの場合には、ノードN1が
0Vに放電される。時刻t4yx に信号VRFYBACが
“L”となると、“1”又は“2”書き込みデータが保
持されているデータ回路では、pチャネルMOSトラン
ジスタQp12Cが“ON”であり、ノードN1はVccとな
る。その結果、ノードN1は“1”書き込み又は“2”
書き込みの場合にはVcc,“4”書き込みの場合には0
Vになる。At time t2yx, signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa is separated from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is separated from the MOS capacitor Qd2. Thereafter, at time t3yx, RV2A becomes 1.5V, and in the case of "2" writing and "4" writing, the node N1 is discharged to 0V. When the signal VRFYBAC becomes "L" at time t4yx, in the data circuit holding the "1" or "2" write data, the p-channel MOS transistor Qp12C is "ON" and the node N1 becomes Vcc. As a result, the node N1 writes “1” or “2”.
Vcc for writing, 0 for "4" writing
V.
【0134】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t5yx にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“3”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“3”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“3”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“1”に変更される。メ
モリセルのデータが“3”でなければ、フリップ・フロ
ップFF1でノードN2の電圧をセンスしラッチするこ
とで書き込みデータは“3”に保持され以後、追加書き
込みが行なわれる。“1”又は“2”又は“4”書き込
みデータを保持しているデータ回路の書き込みデータは
変更されない。The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t5yx. As a result, only the data circuit holding the “3” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “3” write state. If the data of the memory cell is "3", the write data is changed to "1" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. If the data of the memory cell is not "3", the flip-flop FF1 senses and latches the voltage of the node N2, and the write data is held at "3". Thereafter, additional writing is performed. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “4” write data is not changed.
【0135】次に、選択された制御ゲートが2.5Vに
される。選択されたメモリセルのしきい値が2.5V以
下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択さ
れたメモリセルのしきい値が2.5V以上なら、ビット
線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t6yx にPRE
A,PREBがVccになりノードN1,N2が1.8
V,1.5Vになった後、フローティングになる。この
後時刻t7yx に、信号BLCA,BLCBが“H”とさ
れ、ビット線の電位がN1,N2に転送される。その
後、信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1,ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離される。時刻t8yx に信号
VRFYBACが“L”となると、“1”又は“2”書
き込みデータが保持されているデータ回路及び、“3”
書き込みが充分に行なわれたために“1”書き込みデー
タが保持されているデータ回路では、pチャネルMOS
トランジスタQp12Cが“ON”であり、ノードN1はV
ccとなる。Next, the selected control gate is set to 2.5V. If the threshold of the selected memory cell is less than 2.5V, the bit line voltage will be less than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. PRE at time t6yx
A and PREB become Vcc, and nodes N1 and N2 become 1.8.
After V and 1.5V, it becomes floating. Thereafter, at time t7yx, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is transferred to N1 and N2. Thereafter, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
OS capacitor Qd2 is disconnected. When the signal VRFYBAC becomes "L" at time t8yx, the data circuit holding "1" or "2" write data and "3"
In a data circuit in which "1" write data is held due to sufficient writing, a p-channel MOS
The transistor Qp12C is "ON" and the node N1 is at V
cc.
【0136】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t9yx にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“4”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“4”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“4”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“2”に変更され、以後
は書き込まれなくなる。メモリセルのデータが“4”で
なければ、フリップ・フロップFF1でノードN1の電
圧をセンスしラッチすることで書き込みデータは“4”
に保持され以後、追加書き込みが行なわれる。“1”又
は“2”又は“3”書き込みデータを保持しているデー
タ回路の書き込みデータは変更されない。Signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, so that flip-flop FF1 is inactivated, and signal ECH1 becomes "H" and equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t9yx. As a result, only the data circuit holding the “4” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “4” write state. If the data of the memory cell is "4", the write data is changed to "2" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1, and the write operation is not performed thereafter. If the data in the memory cell is not "4", the voltage of the node N1 is sensed and latched by the flip-flop FF1, so that the write data is "4".
After that, additional writing is performed. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “3” write data is not changed.
【0137】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達していれば、データ回路のノードN4Cが
“L”になる。これを検出することにより、全ての選択
されたメモリセルが所望のしきい値に達したか否かが分
る。書き込み終了の検出は、例えば図18のように書き
込み終了一括検知トランジスタQn5C を用いればよい。
ベリファイリード後、まずVRTCを例えばVccにプリ
チャージする。書き込みが不充分なメモリセルが1つで
もあると、そのデータ回路のノードN4Cは“H”なの
でnチャネルMOSトランジスタQn5C は“ON”し、
VRTCはプリチャージ電位から低下する。全てのメモ
リセルが充分に書き込まれると、データ回路3-0,3-
1,…,3-m-1,3-mのノードN4Cが全て“L”にな
る。その結果、全てのデータ回路内のnチャネルMOS
トランジスタQn5C が“OFF”になるのでVRTCは
プリチャージ電位を保ち、書き込み終了が検知される。If all the selected memory cells have reached the desired threshold, the node N4C of the data circuit goes to "L". By detecting this, it is known whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold. For example, the write end detection transistor Qn5C may be used to detect the write end as shown in FIG.
After the verify read, VRTC is first precharged to, for example, Vcc. If there is at least one insufficiently written memory cell, the n-channel MOS transistor Qn5C turns "ON" because the node N4C of the data circuit is "H",
VRTC falls from the precharge potential. When all the memory cells are sufficiently written, the data circuits 3-0, 3-
All the nodes N4C of 1,..., 3-m-1, 3-m become “L”. As a result, n-channel MOS in all data circuits
Since the transistor Qn5C is turned "OFF", VRTC maintains the precharge potential, and the end of writing is detected.
【0138】<上位ページの読み出し動作>上位ページ
の読み出しは「“1”又は“3”か、或いは“2”又は
“4”か」が読み出される。図30、図31に従って、
読み出し動作を説明する。まず時刻t1RD に、電圧V
A,VBがそれぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビッ
ト線BLa,BLbはそれぞれ1.8V,1.5Vにな
る。信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離され、ビット線BLa,B
Lbはフローティングとなる。信号PREA,PREB
が“L”となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲー
ト電極であるノードN1,N2はフローティング状態に
なる。続いて、制御ゲート・選択ゲート駆動回路2によ
って選択されたブロックの選択された制御ゲートCG2
Aは1V、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,CG
4Aと選択ゲートSG1A,SG2AはVccにされる。
選択されたメモリセルのしきい値が1V以下なら、ビッ
ト線電圧は1.5Vより低くなる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が1V以上なら、ビット線電圧は1.8V
のままとなる。<Read Operation of Upper Page> In read of the upper page, "1" or "3" or "2" or "4" is read. According to FIGS. 30 and 31,
The read operation will be described. First, at time t1RD, the voltage V
A and VB become 1.8V and 1.5V, respectively, and the bit lines BLa and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. The signals BLCA and BLCB become "L", the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
The OS capacitor Qd2 is cut off and the bit lines BLa, B
Lb is floating. Signals PREA, PREB
Becomes "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2 of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2
A is 1V, non-selection control gates CG1A, CG3A, CG
4A and select gates SG1A and SG2A are set to Vcc.
If the threshold value of the selected memory cell is 1 V or less, the bit line voltage becomes lower than 1.5 V. If the threshold value of the selected memory cell is 1 V or more, the bit line voltage is 1.8 V
Will remain.
【0139】この後、時刻t2RD に信号BLCA,BL
CBが“H”となりビット線のデータがMOSキャパシ
タQd1,Qd2に転送される。その後、再度、信号BLC
A,BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMO
SキャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタ
Qd2は切り離される。信号SAN2,SAP2がそれぞ
れ“L”,“H”となってフリップ・フロップFF2が
非活性化され、信号ECH2が“H”となってイコライ
ズされる。この後、信号RV2A,RV2Bが“H”と
なる。時刻t3RD に再度、信号SAN2,SAP2がそ
れぞれ“H”,“L”となることで、ノードN1の電圧
がセンスされラッチされる。これで、「メモリセルのデ
ータが“1”又は“2”か、或いは“3”又は“4”
か」がフリップ・フロップFF2によってセンスされ、
その情報はラッチされる。この時のフリップ・フロップ
FF2のノードN5C,N6Cは図32のようになる。Thereafter, at time t2RD, signals BLCA, BL
CB becomes "H", and the data on the bit line is transferred to the MOS capacitors Qd1 and Qd2. Then, again, the signal BLC
A and BLCB become “L”, and the bit lines BLa and MO
The S capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. The signals SAN2 and SAP2 become "L" and "H", respectively, so that the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signals RV2A and RV2B become "H". At time t3RD, the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, whereby the voltage of the node N1 is sensed and latched. As a result, “the data of the memory cell is“ 1 ”or“ 2 ”, or“ 3 ”or“ 4 ”
Is sensed by the flip-flop FF2,
That information is latched. At this time, the nodes N5C and N6C of the flip-flop FF2 are as shown in FIG.
【0140】次に、選択された制御ゲートが2Vにされ
る。選択されたメモリセルのしきい値が2V以下なら、
ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択されたメモ
リセルのしきい値が2V以上なら、ビット線電圧は1.
8Vのままとなる。時刻t4RDに信号PREA,PRE
Bが“H”となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲ
ート電極であるノードN1,N2はそれぞれ1.8V,
1.5Vになる。信号PREA,PREBが“L”とな
って、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート電極である
ノードN1,N2はフローティング状態になる。この
後、時刻t5RD に信号BLCA,BLCBが“H”とさ
れる。再度、信号BLCA,BLCBが“L”となっ
て、ビット線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線
BLbとMOSキャパシタQd2は切り離される。信号S
AN1,SAP1がそれぞれ“L”,“H”となってフ
リップ・フロップFF1が非活性化され、信号ECH1
が“H”となってイコライズされる。この後、信号RV
1A,RV1Bが“H”となる。時刻t6RD に再度、信
号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,“L”となる
ことで、ノードN1の電圧がセンスされラッチされる。
これで、「メモリセルのデータが“1”又は“2”又は
“3”か、或いは“4”か」がフリップ・フロップFF
1によってセンスされ、その情報はラッチされる。この
時のフリップフロップFF1,FF2のノードN3C,
N5Cの電位は図33のようになる。Next, the selected control gate is set to 2V. If the threshold value of the selected memory cell is 2 V or less,
The bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2 V or more, the bit line voltage becomes 1.V.
It remains at 8V. At time t4RD, signals PREA and PRE are output.
B becomes "H" and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, are respectively 1.8V,
1.5V. The signals PREA and PREB become "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Thereafter, at time t5RD, the signals BLCA and BLCB are set to "H". Again, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa is separated from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is separated from the MOS capacitor Qd2. Signal S
AN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, so that the flip-flop FF1 is inactivated and the signal ECH1
Becomes “H” and is equalized. After this, the signal RV
1A and RV1B become "H". At time t6RD, the signals SAN1 and SAP1 become "H" and "L" respectively, whereby the voltage of the node N1 is sensed and latched.
Thus, “whether the data of the memory cell is“ 1 ”,“ 2 ”,“ 3 ”, or“ 4 ”” is determined by the flip-flop FF.
1 and that information is latched. At this time, the nodes N3C of the flip-flops FF1 and FF2,
The potential of N5C is as shown in FIG.
【0141】引き続き、図31のように読み出しが行な
われる。まず時刻t7RD に、電圧VA,VBがそれぞれ
1.8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,BLb
はそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLCA,
BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキ
ャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2
は切り離され、ビット線BLa,BLbはフローティン
グとなる。信号PREA,PREBが“L”となって、
MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート電極であるノード
N1,N2はフローティング状態になる。続いて、制御
ゲート・選択ゲート駆動回路2によって選択されたブロ
ックの選択された制御ゲートCG2Aは0V、非選択制
御ゲートCG1A,CG3A,CG4Aと選択ゲートS
G1A,SG2AはVccにされる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が0V以下なら、ビット線電圧は1.5V
より低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が0V
以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとなる。この
後、時刻t8RD に信号BLCA,BLCBが“H”とな
りビット線のデータがMOSキャパシタQd1,Qd2に転
送される。その後、再度、信号BLCA,BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り離さ
れる。続いて、時刻t9RD にVRFYBA1Cが“H”
になる。この時、フリップ・フロップFF2のノードN
5Cが“H”なのは図33から分るように、“3”又は
“4”読み出しの場合である。この場合、図18のnチ
ャネルMOSトランジスタQn2C が“ON”し、“3”
又は“4”読み出しのノードN1は接地される。Subsequently, reading is performed as shown in FIG. First, at time t7RD, the voltages VA and VB become 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and BLb
Are 1.8V and 1.5V, respectively. The signal BLCA,
BLCB becomes "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1 and the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2
Are disconnected, and the bit lines BLa and BLb become floating. The signals PREA and PREB become “L”,
Nodes N1 and N2, which are gate electrodes of MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 has 0V, and the unselected control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate S
G1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or less, the bit line voltage is 1.5 V
Lower. The threshold value of the selected memory cell is 0 V
In this case, the bit line voltage remains at 1.8 V. Thereafter, at time t8RD, the signals BLCA and BLCB become "H", and the data on the bit line is transferred to the MOS capacitors Qd1 and Qd2. Thereafter, the signals BLCA and BLCB again become "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
d1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. Subsequently, at time t9RD, VRFYBA1C becomes "H".
become. At this time, the node N of the flip-flop FF2
As can be seen from FIG. 33, 5C is "H" when "3" or "4" is read. In this case, the n-channel MOS transistor Qn2C in FIG.
Alternatively, the node N1 for “4” read is grounded.
【0142】続いて、時刻t10RDにVRFYBACが
“L”になる。この時、フリップ・フロップFF1のノ
ードN3Cが“H”、N4Cが“L”なのは図33から
分るように、“3”読み出しの場合である。この場合、
図18のpチャネルMOSトランジスタQp12Cが“O
N”し、“4”読み出しのノードN1はVccになる。そ
の後、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“L”,
“H”となってフリップ・フロップFF1が非活性化さ
れ、信号ECH1が“H”となってイコライズされる。
この後、信号RV1A,RV1Bが“H”となる。時刻
t11RDに再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“H”,“L”となることで、ノードN1の電圧がセン
スされラッチされる。これで、ノードN3C,N4Cの
電位がフリップ・フロップFF1によってセンスされ、
その情報はラッチされる。この時のフリップ・フロップ
FF1及びフリップ・フロップFF2のノードN3C,
N4C,N5C,N6Cは図34のようになる。Subsequently, at time t10RD, VRFYBAC becomes "L". At this time, the node N3C of the flip-flop FF1 is at "H" and the node N4C is at "L" in the case of "3" reading as can be seen from FIG. in this case,
The p-channel MOS transistor Qp12C of FIG.
N ”and“ 4 ”read node N1 goes to Vcc, after which signals SAN1 and SAP1 become“ L ”,
The signal becomes "H", the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". At time t11RD, the signals SAN1 and SAP1 become "H" and "L", respectively, whereby the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, the potentials of the nodes N3C and N4C are sensed by the flip-flop FF1,
That information is latched. At this time, the nodes N3C of the flip-flop FF1 and the flip-flop FF2,
N4C, N5C and N6C are as shown in FIG.
【0143】上位ページのデータはフリップ・フロップ
FF1のノードN3C,N4C(図34参照)に読み出
されている。つまり、“1”状態及び“3”状態ではノ
ードN3Cが“L”、N4Cが“H”になり、“2”状
態及び“4”状態ではノードN3Cが“H”、N4Cが
“L”になる。<上位ページの書き込み>で記したよう
に上位ページのデータは「“1”又は“3”か、或いは
“2”又は“4”か」を蓄えているが、この書き込みデ
ータがフリップ・フロップFF1に正しく読み出されて
いることが分る。フリップ・フロップFF1に保持され
たデータはCENB1が活性化されることにより、チッ
プ外部に出力される。The data of the upper page has been read to the nodes N3C and N4C (see FIG. 34) of the flip-flop FF1. That is, in the “1” state and the “3” state, the node N3C becomes “L” and the N4C becomes “H”. In the “2” and “4” states, the node N3C becomes “H” and the N4C becomes “L”. Become. As described in <Writing of upper page>, the data of the upper page stores "1" or "3" or "2" or "4", and this write data is stored in the flip-flop FF1. Is read correctly. The data held in the flip-flop FF1 is output to the outside of the chip by activating CENB1.
【0144】<下位ページの読み出し動作>下位ページ
の読み出しでは「“1”又は“2”か、或いは“3”又
は“4”か」が読み出される。図30に従って、読み出
し動作を説明する。まず時刻t1RD に、電圧VA,VB
がそれぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビット線BL
a,BLbはそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信号
BLCA,BLCBが“L”となって、ビット線BLa
とMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャ
パシタQd2は切り離され、ビット線BLa,BLbはフ
ローティングとなる。信号PREA,PREBが“L”
となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート電極で
あるノードN1,N2はフローティング状態になる。<Read operation of lower page> In reading of lower page, "1" or "2" or "3" or "4" is read. The read operation will be described with reference to FIG. First, at time t1RD, the voltages VA, VB
Become 1.8V and 1.5V, respectively, and the bit line BL
a and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. The signals BLCA and BLCB become “L”, and the bit line BLa
, The MOS capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated, and the bit lines BLa and BLb float. Signals PREA and PREB are "L"
As a result, the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state.
【0145】続いて、制御ゲート・選択ゲート駆動回路
2によって選択されたブロックの選択された制御ゲート
CG2Aは1V、非選択制御ゲートCG1A,CG3
A,CG4Aと選択ゲートSG1A,SG2AはVccに
される。選択されたメモリセルのしきい値が1V以下な
ら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択された
メモリセルのしきい値が1V以上なら、ビット線電圧は
1.8Vのままとなる。この後、時刻t2RD に信号BL
CA,BLCBが“H”となりビット線のデータがMO
SキャパシタQd1,Qd2に転送される。その後、再度、
信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット線B
LaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとMOS
キャパシタQd2は切り離される。信号SAN2,SAP
2がそれぞれ“L”,“H”となってフリップ・フロッ
プFF2が非活性化され、信号ECH2が“H”となっ
てイコライズされる。この後、信号RV2A,RV2B
が“H”となる。時刻t3RD に再度、信号SAN2,S
AP2がそれぞれ“H”、“L”となることで、ノード
N1の電圧がセンスされラッチされる。これで、「メモ
リセルのデータが“1”又は“2”か、或いは“3”又
は“4”か」がフリップ・フロップFF2によってセン
スされ、その情報はラッチされる。この時のフリップ・
フロップFF2のノードN5C,N6Cは図32のよう
になる。Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 has 1V, and the non-selected control gates CG1A, CG3
A, CG4A and select gates SG1A, SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 1 V or less, the bit line voltage becomes lower than 1.5 V. If the threshold value of the selected memory cell is 1 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. Thereafter, at time t2RD, the signal BL
CA and BLCB become “H” and the data on the bit line becomes MO.
The data is transferred to the S capacitors Qd1 and Qd2. Then again
The signals BLCA and BLCB become “L” and the bit line B
La and MOS capacitor Qd1, bit line BLb and MOS
The capacitor Qd2 is disconnected. Signals SAN2 and SAP
2 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signals RV2A, RV2B
Becomes “H”. At time t3RD, the signals SAN2 and S
When AP2 becomes “H” and “L”, the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, "whether the data in the memory cell is" 1 "or" 2 "or" 3 "or" 4 "" is sensed by the flip-flop FF2, and the information is latched. The flip at this time
The nodes N5C and N6C of the flop FF2 are as shown in FIG.
【0146】下位ページのデータはフリップ・フロップ
FF2のノードN5C,N6C(図32参照)に読み出
されている。つまり、“1”状態及び“2”状態ではノ
ードN5Cが“L”、N6Cが“H”になり、“3”状
態及び“4”状態ではノードN5Cが“H”、N6Cが
“L”になる。<下位ページの書き込み>で記したよう
に下位ページのデータは「“1”又は“2”か、或いは
“3”又は“4”か」を蓄えているが、この書き込みデ
ータがフリップ・フロップFF2に正しく読み出されて
いることが分る。フリップ・フロップFF2に保持され
たデータはCENB2が活性化されることにより、チッ
プ外部に出力される。The data of the lower page has been read to the nodes N5C and N6C (see FIG. 32) of the flip-flop FF2. That is, in the “1” state and the “2” state, the node N5C becomes “L” and the N6C becomes “H”, and in the “3” state and the “4” state, the node N5C becomes “H” and the N6C becomes “L”. Become. As described in <Writing of lower page>, the data of the lower page stores "1" or "2", or "3" or "4", and this write data is stored in the flip-flop FF2. Is read correctly. The data held in the flip-flop FF2 is output to the outside of the chip by activating CENB2.
【0147】上記の説明から分るように、下位ページの
読み出しは上位ページの読み出しの時刻t3RD までの動
作である。従って、例えば下位ページに引き続いて上位
ページを読み出す場合には、まず下位ページを読み出し
た後に、下位ページのデータをチップ外部に出力してい
る間に、引き続き、上位ページのデータを読み出しても
よい。つまり、時刻t3RD に下位ページのデータがフリ
ップ・フロップFF2にラッチされ、チップ外部に出力
されるのと同時に、<上位ページの読み出し>で記した
図30及び図31の時刻t3RD 以降の動作を行なう。こ
れにより、見かけ上、上位ページの読み出しを高速に行
なうことができる。As can be seen from the above description, reading of the lower page is an operation up to time t3RD of reading of the upper page. Therefore, for example, when reading the upper page following the lower page, the lower page may be read first, and then the upper page data may be read while the lower page data is being output to the outside of the chip. . That is, the data of the lower page is latched by the flip-flop FF2 at the time t3RD and output to the outside of the chip, and at the same time, the operation after the time t3RD shown in FIGS. . Thereby, the reading of the upper page can be apparently performed at high speed.
【0148】[第3の実施形態]第2の実施形態では下
位ページの書き込みに先だって、上位ページの読み出し
及び、データ反転動作を行なっている。下位ページの書
き込み前のデータ反転動作を行なわなくても下位ページ
の書き込みを行なうことができる。以下ではこの下位ペ
ージの書き込み方法について説明する。本実施形態のデ
ータ回路は先の実施形態と同様に、図18である。上位
ページの書き込みは実施形態2と同様である。[Third Embodiment] In the second embodiment, the upper page is read and the data inversion operation is performed before the lower page is written. The lower page can be written without performing the data inversion operation before writing the lower page. Hereinafter, a method of writing the lower page will be described. FIG. 18 shows the data circuit of this embodiment, similarly to the previous embodiment. The writing of the upper page is the same as in the second embodiment.
【0149】(1)下位ページ書き込み前の上位ページ
の読み出し 下位ページを書き込むに先だって、メモリセルには上位
ページのデータが書き込まれ、図22(a)のように、
“1”状態又は“2”状態になっている。下位ページの
データを外部からIOA,IOBを通じてフリップ・フ
ロップFF1に入力すると同時に、メモリセルに蓄えら
れた上位ページのデータを読み出してフリップ・フロッ
プFF2に保持する。上位ページの読み出し動作は第2
の実施形態とほぼ同様であり、図23の通りである。た
だし、データ反転は行なわないので、時刻t4yd にセン
スした時点で終了する。その結果、下位ページの書き込
みデータは図25ではなく、図35のようになる。デー
タ反転動作を行なわないので、図25と比較すると、N
5C及びN6Cのロジックが逆転している。(1) Reading of upper page before writing of lower page Prior to writing of the lower page, data of the upper page is written in the memory cell, and as shown in FIG.
It is in the “1” state or the “2” state. The lower page data is externally input to the flip-flop FF1 via IOA and IOB, and at the same time, the upper page data stored in the memory cell is read and held in the flip-flop FF2. Read operation of upper page is second
This is almost the same as the embodiment of FIG. However, since the data inversion is not performed, the operation ends when the sensing is performed at time t4yd. As a result, the write data of the lower page is not as shown in FIG. 25 but as shown in FIG. Since the data inversion operation is not performed, compared with FIG.
The logic of 5C and N6C is reversed.
【0150】(2)下位ページのプログラム 書き込み動作は図36に示されている。時刻t1pq に電
圧VAがビット線書き込み制御電圧1Vとなってビット
線BLaが1Vとされる。nチャネルMOSトランジス
タQn39 のしきい値分の電圧降下分が問題になるとき
は、信号BLCAを昇圧すればよい。続いて、信号PR
EAが“L”となってビット線がフローティングにされ
る。次に、時刻t2pq に信号VRFYBA1CがVccと
される。これによって、データ“2”又は“4”が保持
されている場合には、nチャネルMOSトランジスタQ
n2C が“ON”するので、ビット線制御電圧0Vがビッ
ト線に印加される。図36のようにVRFYBA1Cを
Vcc以上にしてもよい。その後、時刻t3pq にVRFY
BACが0Vになり、データ“1”又はデータ“2”が
保持されているデータ回路からはビット線書き込み制御
電圧Vccがビット線に出力される。その結果、“1”書
き込み又は“2”書き込みするビット線はVcc、“3”
書き込みするビット線は1V、“4”書き込みするビッ
ト線は0Vになる。(2) Lower page program write operation is shown in FIG. At time t1pq, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 1V, and the bit line BLa becomes 1V. When the voltage drop by the threshold value of n-channel MOS transistor Qn39 becomes a problem, signal BLCA may be boosted. Subsequently, the signal PR
EA becomes "L" and the bit line is floated. Next, at time t2pq, the signal VRFYBA1C is set to Vcc. Thereby, when data “2” or “4” is held, n-channel MOS transistor Q
Since n2C is turned "ON", the bit line control voltage 0V is applied to the bit line. VRFYBA1C may be set to Vcc or more as shown in FIG. Then, at time t3pq, VRFY
The BAC becomes 0V, and the bit line write control voltage Vcc is output to the bit line from the data circuit holding the data “1” or the data “2”. As a result, the bit line for writing “1” or “2” is Vcc, “3”
The bit line for writing becomes 1V, and the bit line for writing "4" becomes 0V.
【0151】時刻t1pq に制御ゲート・選択ゲート駆動
回路2によって、選択されたブロックの選択ゲートSG
1A、制御ゲートCG1A〜CG4AがVccとなる。選
択ゲートSG2Aは0Vである。次に、時刻t4pq に選
択された制御ゲートCG2Aが高電圧Vpp(例えば20
V)、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,CG4A
がVM (例えば10V)となる。データ“4”が保持さ
れているデータ回路に対応するメモリセルでは、0Vの
チャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によって、浮
遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。データ
“3”が保持されているデータ回路に対応するメモリセ
ルでは、1Vのチャネル電位と制御ゲートのVppの電位
差によって、浮遊ゲートに電子が注入されしきい値が上
昇する。At time t1pq, the control gate / selection gate drive circuit 2 selects the selection gate SG of the selected block.
1A, the control gates CG1A to CG4A become Vcc. The selection gate SG2A is at 0V. Next, the control gate CG2A selected at the time t4pq is set to the high voltage Vpp (for example, 20 V).
V), non-selection control gates CG1A, CG3A, CG4A
Becomes VM (for example, 10 V). In the memory cell corresponding to the data circuit holding data "4", electrons are injected into the floating gate due to the difference between the channel potential of 0 V and the potential of Vpp of the control gate, and the threshold value increases. In the memory cell corresponding to the data circuit holding data "3", electrons are injected into the floating gate due to the difference between the channel potential of 1 V and the potential of Vpp of the control gate, and the threshold value rises.
【0152】“3”書き込みの場合のチャネル電位を1
Vにしているのは、電子の注入量を“4”データ書き込
みの場合よりも、少なくするためである。データ“1”
又は“2”が保持されているデータ回路に対応するメモ
リセルでは、チャネル電位と制御ゲートのVppの電位差
が小さいため、実効的には浮遊ゲートに電子は注入され
ない。よって、メモリセルのしきい値は変動しない。書
き込み動作中、信号SAN1,SAN2,PREB,B
LCBは“H”、信号SAP1,SAP2,RV1A,
RV1B,RV2B,ECH1,ECH2は“L”、電
圧VBは0Vである。The channel potential in the case of writing “3” is set to 1
The reason for setting V is to make the injection amount of electrons smaller than in the case of writing “4” data. Data "1"
Alternatively, in a memory cell corresponding to a data circuit in which "2" is held, electrons are not effectively injected into the floating gate because the potential difference between the channel potential and Vpp of the control gate is small. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change. During a write operation, signals SAN1, SAN2, PREB, B
LCB is “H” and signals SAP1, SAP2, RV1A,
RV1B, RV2B, ECH1, and ECH2 are at "L" level, and voltage VB is at 0V.
【0153】(3)下位ページのベリファイリード 書き込み動作後、書き込みが充分に行なわれたかを検出
する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい値に
達していれば、フリップ・フロップFF1のノードN3
Cを“H”に変更する。もし、所望のしきい値に達して
いなければ、データ回路のデータを保持して再度書き込
み動作を行なう。書き込み動作と書き込みベリファイ
は、全ての“3”書き込みするメモリセル及び“4”書
き込みするメモリセルが所望のしきい値に達するまで繰
り返される。(3) Verify read of lower page After the write operation, it is detected whether or not the write has been sufficiently performed (write verify). If the desired threshold value has been reached, the node N3 of the flip-flop FF1
Change C to "H". If the threshold value has not been reached, the data of the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and the write verify are repeated until all the memory cells to which "3" is to be written and the memory cells to which "4" are to be written have reached desired threshold values.
【0154】図18及び図37を用いて、この書き込み
ベリファイ動作を説明する。まず、“3”書き込みする
メモリセルが所定のしきい値に達しているかを検出す
る。まず時刻t1ys に、電圧VA,VBがそれぞれ1.
8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,BLbはそ
れぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLCA,BL
CBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパ
シタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切
り離され、ビット線BLa,BLbはフローティングと
なる。信号PREA,PREBが“L”となって、MO
SキャパシタQd1,Qd2のゲート電極であるノードN
1,N2はフローティング状態になる。続いて制御ゲー
ト・選択ゲート駆動回路2によって選択されたブロック
の選択された制御ゲートCG2Aは1.5V、非選択制
御ゲートCG1A,CG3A,CG4Aと選択ゲートS
G1A,SG2AはVccにされる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が1.5V以下なら、ビット線電圧は1.
5Vより低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が
1.5V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとな
る。時刻t2ys に、信号BLCA,BLCBが“H”と
され、ビット線の電位がN1,N2に転送される。その
後、信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離される。この後時刻t3ys
にVRFYBA1CがVccになり、“2”書き込みの場
合及び“4”書き込みの場合にはQn2Cが“ON”
し、ノードN1が0Vに放電される。時刻t4ys に信号
VRFYBACが“L”となると、“1”又は“2”書
き込みデータが保持されているデータ回路では、pチャ
ネルMOSトランジスタQp12Cが“ON”であり、ノー
ドN1はVccとなる。その結果、ノードN1は“1”書
き込み又は“2”書き込みの場合にはVcc,“4”書き
込みの場合には0Vになる。The write verify operation will be described with reference to FIGS. First, it is detected whether the memory cell to which "3" is to be written has reached a predetermined threshold value. First, at time t1ys, the voltages VA and VB are set to 1.
8V and 1.5V, and the bit lines BLa and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. Signals BLCA, BL
When CB becomes "L", the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2, and the bit lines BLa and BLb are floating. When the signals PREA and PREB become “L”, the MO
Node N which is the gate electrode of S capacitor Qd1, Qd2
1 and N2 are in a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is 1.5V, the non-selection control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate S
G1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 1.5 V or less, the bit line voltage becomes 1.V.
It becomes lower than 5V. If the threshold value of the selected memory cell is 1.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. At time t2ys, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the bit line potential is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become “L”, and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
OS capacitor Qd2 is disconnected. After this time t3ys
VRFYBA1C becomes Vcc, and Qn2C is turned "ON" in the case of "2" write and in the case of "4" write.
Then, the node N1 is discharged to 0V. When the signal VRFYBAC becomes "L" at time t4ys, in the data circuit holding "1" or "2" write data, the p-channel MOS transistor Qp12C is "ON" and the node N1 becomes Vcc. As a result, the node N1 becomes Vcc in the case of "1" write or "2" write, and becomes 0 V in the case of "4" write.
【0155】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t5ys にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“3”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“3”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“3”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“1”に変更される。メ
モリセルのデータが“3”でなければ、フリップ・フロ
ップFF1でノードN2の電圧をセンスしラッチするこ
とで書き込みデータは“3”に保持され以後、追加書き
込みが行なわれる。“1”又は“2”又は“4”書き込
みデータを保持しているデータ回路の書き込みデータは
変更されない。The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t5ys. As a result, only the data circuit holding the “3” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “3” write state. If the data of the memory cell is "3", the write data is changed to "1" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. If the data of the memory cell is not "3", the flip-flop FF1 senses and latches the voltage of the node N2, and the write data is held at "3". Thereafter, additional writing is performed. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “4” write data is not changed.
【0156】次に、選択された制御ゲートが2.5Vに
される。選択されたメモリセルのしきい値が2.5V以
下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択さ
れたメモリセルのしきい値が2.5V以上なら、ビット
線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t6ys にPRE
A,PREBがVccになりノードN1,N2が1.8
V,1.5Vになった後、フローティングになる。この
後時刻t7ys に、信号BLCA,BLCBが“H”とさ
れ、ビット線の電位がN1,N2に転送される。その
後、信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離される。時刻t8ys に信号
VRFYBACが“L”となると、“1”又は“2”書
き込みデータが保持されているデータ回路及び、“3”
書き込みが充分に行なわれたために“1”書き込みデー
タが保持されているデータ回路では、pチャネルMOS
トランジスタQp12Cが“ON”であり、ノードN1はV
ccとなる。Next, the selected control gate is set to 2.5V. If the threshold of the selected memory cell is less than 2.5V, the bit line voltage will be less than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. PRE at time t6ys
A and PREB become Vcc, and nodes N1 and N2 become 1.8.
After V and 1.5V, it becomes floating. Thereafter, at time t7ys, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become “L”, and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
OS capacitor Qd2 is disconnected. When the signal VRFYBAC becomes "L" at time t8ys, the data circuit holding "1" or "2" write data and "3"
In a data circuit in which "1" write data is held due to sufficient writing, a p-channel MOS
The transistor Qp12C is "ON" and the node N1 is at V
cc.
【0157】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t9ys にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“4”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“4”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“4”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“2”に変更され、以後
は書き込まれなくなる。メモリセルのデータが“4”で
なければ、フリップ・フロップFF1でノードN1の電
圧をセンスしラッチすることで書き込みデータは“4”
に保持され以後、追加書き込みが行なわれる。“1”又
は“2”又は“3”書き込みデータを保持しているデー
タ回路の書き込みデータは変更されない。The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, so that the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t9ys. As a result, only the data circuit holding the “4” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “4” write state. If the data of the memory cell is "4", the write data is changed to "2" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1, and the write operation is not performed thereafter. If the data in the memory cell is not "4", the voltage of the node N1 is sensed and latched by the flip-flop FF1, so that the write data is "4".
After that, additional writing is performed. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “3” write data is not changed.
【0158】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達していれば、データ回路のノードN4Cが
“L”になる。これを検出することにより、全ての選択
されたメモリセルが所望のしきい値に達したか否かが分
る。書き込み終了の検出は、例えば図18のように書き
込み終了一括検知トランジスタQn5C を用いればよい。
ベリファイリード後、まずVRTCを例えばVccにプリ
チャージする。書き込みが不充分なメモリセルが1つで
もあると、そのデータ回路のノードN4Cは“H”なの
でnチャネルMOSトランジスタQn5C は“ON”し、
VRTCはプリチャージ電位から低下する。全てのメモ
リセルが充分に書き込まれると、データ回路3-0,3-
1,…,3-m-1,3-mのノードN4Cが全て“L”にな
る。その結果、全てのデータ回路内のnチャネルMOS
トランジスタQn5C が“OFF”になるのでVRTCは
プリチャージ電位を保ち、書き込み終了が検知される。If all the selected memory cells have reached the desired threshold, the node N4C of the data circuit goes to "L". By detecting this, it is known whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold. For example, the write end detection transistor Qn5C may be used to detect the write end as shown in FIG.
After the verify read, VRTC is first precharged to, for example, Vcc. If there is at least one insufficiently written memory cell, the n-channel MOS transistor Qn5C turns "ON" because the node N4C of the data circuit is "H",
VRTC falls from the precharge potential. When all the memory cells are sufficiently written, the data circuits 3-0, 3-
All the nodes N4C of 1,..., 3-m-1, 3-m become “L”. As a result, n-channel MOS in all data circuits
Since the transistor Qn5C is turned "OFF", VRTC maintains the precharge potential, and the end of writing is detected.
【0159】[第4の実施形態]第2及び第3の実施形
態では図6のように、消去状態“1”のメモリセルに対
し外部から入力する書き込みデータを基に書き込みを行
なう際、上位ページの書き込み動作で書き込まれる
“2”状態のしきい値分布よりも、下位ページの書き込
み動作で書き込まれる“3”状態のしきい値分布が高い
しきい値レベルを有する。本実施形態では図3のよう
に、上位ページの書き込み動作で書き込まれる“2”状
態のしきい値分布が逆に、下位ページの書き込み動作で
書き込まれる“3”状態のしきい値分布よりも高いしき
い値レベルを有することを特徴とする。本実施形態のデ
ータ回路は図18である。以下では、書き込み、読み出
し動作について説明する。[Fourth Embodiment] In the second and third embodiments, as shown in FIG. 6, when a write operation is performed on a memory cell in the erased state “1” based on externally input write data, The threshold distribution in the “3” state written in the lower page write operation has a higher threshold level than the threshold distribution in the “2” state written in the page write operation. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the threshold distribution in the “2” state written in the write operation of the upper page is opposite to the threshold distribution in the “3” state written in the write operation of the lower page. It has a high threshold level. FIG. 18 shows the data circuit of this embodiment. Hereinafter, write and read operations will be described.
【0160】<上位ページのプログラム及びベリファイ
リード>上位ページの書き込み動作は第2の実施形態と
ほぼ同様である。書き込みデータは図38であり、書き
込みのタイミングは図20、ベリファイリードの動作タ
イミングは図39である。第2の実施形態と異なるのは
ベリファイリード時の選択した制御ゲート電圧(図3
9)である。本実施形態では、書き込みを行なうメモリ
セルは1.5Vから1.8Vの間のしきい値を持つ
“2”状態に書き込みを行なうので、選択メモリセルの
ベリファイ電圧(図39のCG2A)は1.5Vであ
る。その結果、“2”書き込みを行なうメモリセルはし
きい値が1.5Vになるまで書き込みが行なわれる。<Program and Verify Read of Upper Page> The write operation of the upper page is almost the same as in the second embodiment. FIG. 38 shows the write data, FIG. 20 shows the write timing, and FIG. 39 shows the verify read operation timing. The difference from the second embodiment is that the selected control gate voltage during the verify read (FIG.
9). In the present embodiment, since the memory cell to be programmed performs programming in the "2" state having a threshold value between 1.5 V and 1.8 V, the verify voltage (CG2A in FIG. 39) of the selected memory cell is 1 0.5V. As a result, the memory cell to which "2" is written is written until the threshold value becomes 1.5V.
【0161】<下位ページの書き込み> (1)上位データの読み出しとデータ反転、及びデータ
ロード 上位データの読み出し及びデータ反転も第2の実施形態
(図23)とほぼ同様に行なわれる。ただし、第2の実
施形態では読み出し時の選択した制御ゲート電圧(図2
3のCG2A)は0Vであるが、本実施形態では“2”
状態及び“3”状態のしきい値レベルが異なることに起
因して、0Vではなく1Vである。<Writing of lower page> (1) Reading of upper data and data inversion, and data loading Reading of upper data and data inversion are performed in substantially the same manner as in the second embodiment (FIG. 23). However, in the second embodiment, the control gate voltage selected at the time of reading (FIG.
3 is 0 V, but in the present embodiment, “2”
Due to the different threshold levels of the state and the "3" state, it is 1V instead of 0V.
【0162】(2)プログラム 下位ページのプログラムデータは図40である。入力デ
ータが“H”の場合には、“1”又は“2”状態を保
つ。入力データが“L”の場合には、“1”状態は
“3”状態に書き込まれ、“2”状態は“4”状態に書
き込まれる。下位ページ書き込み時のデータ回路のノー
ドを図41にまとめる。書き込み動作のタイミング図が
図42である。時刻t1ps に電圧VAがビット線書き込
み制御電圧2Vとなってビット線BLaが2Vとされ
る。nチャネルMOSトランジスタQn39 のしきい値分
の電圧降下分が問題になるときは、信号BLCAを昇圧
すればよい。続いて、信号PREAが“L”となってビ
ット線がフローティングにされる。次に、時刻t2ps に
信号RV2Aが1.5Vとされる。これによって、デー
タ“2”又は“4”が保持されているデータ回路からは
ビット線制御電圧0Vがビット線に印加される。nチャ
ネルMOSトランジスタQn32 のしきい値を1Vとする
と、“1”又は“3”書き込み時にはnチャネルMOS
トランジスタQn32 は“OFF”、“2”又は“4”書
き込み時には“ON”となる。その後、時刻t3ps にV
RFYBACが0Vになり、データ“1”又はデータ
“2”が保持されているデータ回路からはビット線書き
込み制御電圧Vccがビット線に出力される。その結果、
“1”書き込み又は“2”書き込みするビット線はVc
c、“3”書き込みするビット線は2V、“4”書き込
みするビット線は0Vになる。時刻t4ps に制御ゲート
・選択ゲート駆動回路2によって、選択されたブロック
の選択ゲートSG1A、制御ゲートCG1A〜CG4A
がVccとなる。選択ゲートSG2Aは0Vである。次
に、選択された制御ゲートCG2Aが高電圧Vpp(例え
ば20V)、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,C
G4AがVM (例えば10V)となる。データ“4”が
保持されているデータ回路に対応するメモリセルでは、
0Vのチャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によっ
て、浮遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。
データ“3”が保持されているデータ回路に対応するメ
モリセルでは、2Vのチャネル電位と制御ゲートのVpp
の電位差によって、浮遊ゲートに電子が注入されしきい
値が上昇する。“3”書き込みの場合のチャネル電位を
2Vにしているのは、電子の注入量を“4”データ書き
込みの場合よりも、少なくするためである。データ
“1”又は“2”が保持されているデータ回路に対応す
るメモリセルでは、チャネル電位と制御ゲートのVppの
電位差が小さいため、実効的には浮遊ゲートに電子は注
入されない。よって、メモリセルのしきい値は変動しな
い。書き込み動作中、信号SAN1、SAN2,PRE
B,BLCBは“H”、信号SAP1,SAP2,VR
FYBA1C,RV1A,RV1B,RV2B,ECH
1,ECH2は“L”、電圧VBは0Vである。(2) Program FIG. 40 shows the program data of the lower page. When the input data is "H", the state is maintained at "1" or "2". When the input data is "L", the "1" state is written to the "3" state, and the "2" state is written to the "4" state. FIG. 41 shows the nodes of the data circuit at the time of writing the lower page. FIG. 42 is a timing chart of the write operation. At time t1ps, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 2V, and the bit line BLa becomes 2V. When the voltage drop by the threshold value of n-channel MOS transistor Qn39 becomes a problem, signal BLCA may be boosted. Subsequently, the signal PREA changes to "L" to float the bit line. Next, at time t2ps, the signal RV2A is set to 1.5V. As a result, the bit line control voltage 0V is applied to the bit line from the data circuit holding the data “2” or “4”. Assuming that the threshold value of the n-channel MOS transistor Qn32 is 1 V, when writing "1" or "3", the n-channel MOS transistor
The transistor Qn32 is turned "ON" when "OFF", "2" or "4" is written. Then, at time t3ps, V
RFYBAC becomes 0V, and the bit line write control voltage Vcc is output to the bit line from the data circuit holding data "1" or data "2". as a result,
The bit line for writing “1” or “2” is Vc
c, The bit line for writing "3" has 2V, and the bit line for writing "4" has 0V. At time t4ps, the control gate / selection gate drive circuit 2 selects the selection gate SG1A and the control gates CG1A to CG4A of the selected block.
Becomes Vcc. The selection gate SG2A is at 0V. Next, the selected control gate CG2A is set to the high voltage Vpp (for example, 20 V) and the non-selected control gates CG1A, CG3A, C
G4A becomes VM (for example, 10 V). In a memory cell corresponding to a data circuit holding data “4”,
Due to the potential difference between the channel potential of 0 V and the potential Vpp of the control gate, electrons are injected into the floating gate, and the threshold increases.
In the memory cell corresponding to the data circuit holding data “3”, the channel potential of 2V and the control gate Vpp
, Electrons are injected into the floating gate to increase the threshold. The reason why the channel potential in the case of writing “3” is 2 V is to make the injection amount of electrons smaller than in the case of writing “4” data. In a memory cell corresponding to a data circuit in which data "1" or "2" is held, electrons are not effectively injected into the floating gate because the potential difference between the channel potential and Vpp of the control gate is small. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change. During a write operation, signals SAN1, SAN2, PRE
B, BLCB are “H”, and signals SAP1, SAP2, VR
FYBA1C, RV1A, RV1B, RV2B, ECH
1, ECH2 is "L" and voltage VB is 0V.
【0163】(3)下位ページのベリファイリード 書き込み動作後、書き込みが充分に行なわれたかを検出
する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい値に
達していれば、フリップ・フロップFF1のノードN3
Cを“H”に変更する。もし、所望のしきい値に達して
いなければ、データ回路のデータを保持して再度書き込
み動作を行なう。書き込み動作と書き込みベリファイ
は、全ての“3”書き込みするメモリセル及び“4”書
き込みするメモリセルが所望のしきい値に達するまで繰
り返される。(3) Verify read of lower page After the write operation, it is detected whether or not the write has been sufficiently performed (write verify). If the desired threshold value has been reached, the node N3 of the flip-flop FF1
Change C to "H". If the threshold value has not been reached, the data of the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and the write verify are repeated until all the memory cells to which "3" is to be written and the memory cells to which "4" are to be written have reached desired threshold values.
【0164】図18及び図43を用いて、この書き込み
ベリファイ動作を説明する。まず、“3”書き込みする
メモリセルが所定のしきい値に達しているかを検出す
る。まず時刻t1yy に、電圧VA,VBがそれぞれ1.
8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,BLbはそ
れぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLCA,BL
CBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパ
シタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切
り離され、ビット線BLa,BLbはフローティングと
なる。信号PREA,PREBが“L”となって、MO
SキャパシタQd1,Qd2のゲート電極であるノードN
1,N2はフローティング状態になる。続いて制御ゲー
ト・選択ゲート駆動回路2によって選択されたブロック
の選択された制御ゲートCG2Aは0.5V、非選択制
御ゲートCG1A,CG3A,CG4Aと選択ゲートS
G1A,SG2AはVccにされる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が0.5V以下なら、ビット線電圧は1.
5Vより低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が
0.5V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとな
る。The write verify operation will be described with reference to FIGS. First, it is detected whether the memory cell to which "3" is to be written has reached a predetermined threshold value. First, at time t1yy, the voltages VA and VB are respectively set to 1.
8V and 1.5V, and the bit lines BLa and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. Signals BLCA, BL
When CB becomes "L", the bit line BLa is disconnected from the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb is disconnected from the MOS capacitor Qd2, and the bit lines BLa and BLb are floating. When the signals PREA and PREB become “L”, the MO
Node N which is the gate electrode of S capacitor Qd1, Qd2
1 and N2 are in a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 has a voltage of 0.5 V, and the non-selected control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate S
G1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or less, the bit line voltage becomes 1.V.
It becomes lower than 5V. If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V.
【0165】時刻t2yy に、信号BLCA,BLCBが
“H”とされ、ビット線の電位がN1,N2に転送され
る。その後、信号BLCA,BLCBが“L”となっ
て、ビット線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線
BLbとMOSキャパシタQd2は切り離される。この後
時刻t3yy にRV2Aが1.5Vになり、“2”書き込
みの場合及び“4”書き込みの場合には、ノードN1が
0Vに放電される。時刻t4yy に信号VRFYBACが
“L”となると、“1”又は“2”書き込みデータが保
持されているデータ回路では、pチャネルMOSトラン
ジスタQp12Cが“ON”であり、ノードN1はVccとな
る。その結果、ノードN1は“1”書き込み又は“2”
書き込みの場合にはVcc,“4”書き込みの場合には0
Vになる。At time t2yy, signals BLCA and BLCB are set to "H", and the bit line potential is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa is separated from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is separated from the MOS capacitor Qd2. Thereafter, at time t3yy, RV2A becomes 1.5V, and in the case of "2" writing and "4" writing, the node N1 is discharged to 0V. When the signal VRFYBAC becomes "L" at time t4yy, in the data circuit holding "1" or "2" write data, the p-channel MOS transistor Qp12C is "ON" and the node N1 becomes Vcc. As a result, the node N1 writes “1” or “2”.
Vcc for writing, 0 for "4" writing
V.
【0166】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t5yy にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“3”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“3”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“3”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“1”に変更される。メ
モリセルのデータが“3”でなければ、フリップ・フロ
ップFF1でノードN2の電圧をセンスしラッチするこ
とで書き込みデータは“3”に保持され以後、追加書き
込みが行なわれる。“1”又は“2”又は“4”書き込
みデータを保持しているデータ回路の書き込みデータは
変更されない。Signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, so that flip-flop FF1 is inactivated, and signal ECH1 becomes "H" and equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t5yy. As a result, only the data circuit holding the “3” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “3” write state. If the data of the memory cell is "3", the write data is changed to "1" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. If the data of the memory cell is not "3", the flip-flop FF1 senses and latches the voltage of the node N2, and the write data is held at "3". Thereafter, additional writing is performed. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “4” write data is not changed.
【0167】次に、選択された制御ゲートが2.5Vに
される。選択されたメモリセルのしきい値が2.5V以
下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択さ
れたメモリセルのしきい値が2.5V以上なら、ビット
線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t6yy にPRE
A,PREBがVccになりノードN1,N2が1.8
V,1.5Vになった後、フローティングになる。この
後時刻t7yy に、信号BLCA,BLCBが“H”とさ
れ、ビット線の電位がN1,N2に転送される。その
後、信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離される。時刻t8yy に信号
VRFYBACが“L”となると、“1”又は“2”書
き込みデータが保持されているデータ回路及び、“3”
書き込みが充分に行なわれたために“1”書き込みデー
タが保持されているデータ回路では、pチャネルMOS
トランジスタQp12Cが“ON”であり、ノードN1はV
ccとなる。Next, the selected control gate is set to 2.5V. If the threshold of the selected memory cell is less than 2.5V, the bit line voltage will be less than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. PRE at time t6yy
A and PREB become Vcc, and nodes N1 and N2 become 1.8.
After V and 1.5V, it becomes floating. Thereafter, at time t7yy, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become “L”, and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
OS capacitor Qd2 is disconnected. When the signal VRFYBAC becomes "L" at time t8yy, the data circuit holding "1" or "2" write data and "3"
In a data circuit in which "1" write data is held due to sufficient writing, a p-channel MOS
The transistor Qp12C is "ON" and the node N1 is at V
cc.
【0168】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t9yy にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“4”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“4”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“4”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“2”に変更され、以後
は書き込まれなくなる。メモリセルのデータが“4”で
なければ、フリップ・フロップFF1でノードN1の電
圧をセンスしラッチすることで書き込みデータは“4”
に保持され以後、追加書き込みが行なわれる。“1”又
は“2”又は“3”書き込みデータを保持しているデー
タ回路の書き込みデータは変更されない。The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H", respectively, so that the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t9yy. As a result, only the data circuit holding the “4” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “4” write state. If the data of the memory cell is "4", the write data is changed to "2" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1, and the write operation is not performed thereafter. If the data in the memory cell is not "4", the voltage of the node N1 is sensed and latched by the flip-flop FF1, so that the write data is "4".
After that, additional writing is performed. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “3” write data is not changed.
【0169】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達していれば、データ回路のノードN4Cが
“L”になる。これを検出することにより、全ての選択
されたメモリセルが所望のしきい値に達したか否かが分
る。書き込み終了の検出は、例えば図18のように書き
込み終了一括検知トランジスタQn5C を用いればよい。
ベリファイリード後、まずVRTCを例えばVccにプリ
チャージする。書き込みが不充分なメモリセルが1つで
もあると、そのデータ回路のノードN4Cは“H”なの
でnチャネルMOSトランジスタQn5C は“ON”し、
VRTCはプリチャージ電位から低下する。全てのメモ
リセルが充分に書き込まれると、データ回路3-0,3-
1,…,3-m-1,3-mのノードN4Cが全て“L”にな
る。その結果、全てのデータ回路内のnチャネルMOS
トランジスタQn5C が“OFF”になるのでVRTCは
プリチャージ電位を保ち、書き込み終了が検知される。If all the selected memory cells have reached the desired threshold, the node N4C of the data circuit goes to "L". By detecting this, it is known whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold. For example, the write end detection transistor Qn5C may be used to detect the write end as shown in FIG.
After the verify read, VRTC is first precharged to, for example, Vcc. If there is at least one insufficiently written memory cell, the n-channel MOS transistor Qn5C turns "ON" because the node N4C of the data circuit is "H",
VRTC falls from the precharge potential. When all the memory cells are sufficiently written, the data circuits 3-0, 3-
All the nodes N4C of 1,..., 3-m-1, 3-m become “L”. As a result, n-channel MOS in all data circuits
Since the transistor Qn5C is turned "OFF", VRTC maintains the precharge potential, and the end of writing is detected.
【0170】<上位ページの読み出し>上位ページの読
み出しではメモリセルが「“1”又は“3”であるか、
或いは“2”又は“4”であるか」が読み出される。こ
のためには選択した制御ゲートに1Vを印加し、電流が
流れるか否かを検出すればよい。タイミング図は図30
であり、図30の時刻t3RD にフリップ・フロップFF
2によってデータをラッチした後に、CENB2を
“H”にすることにより、上位ページの書き込みデータ
が外部に出力される。この時のフリップ・フロップFF
2のデータは図32である。<Read of upper page> In reading of the upper page, whether the memory cell is "1" or "3",
Alternatively, "2" or "4" is read. For this purpose, 1 V may be applied to the selected control gate to detect whether a current flows. The timing diagram is shown in FIG.
At time t3RD in FIG. 30, flip-flop FF
After the data is latched by 2 and CENB2 is set to "H", the write data of the upper page is output to the outside. Flip flop FF at this time
The data of No. 2 is shown in FIG.
【0171】<下位ページの読み出し>下位ページの読
み出しではメモリセルが「“0”又は“2”であるか、
或いは“1”又は“3”であるか」が読み出される。タ
イミング図は図30及び図31である。読み出した結果
のフリップ・フロップのノードは図34である。下位ペ
ージのデータはフリップ・フロップ1(ノードN3C,
N4C)に蓄えられている。CENB1を活性化するこ
とにより、下位ページのデータを外部に出力できる。<Reading of lower page> In reading of lower page, whether the memory cell is "0" or "2",
Alternatively, "1" or "3" is read. The timing charts are shown in FIG. 30 and FIG. FIG. 34 shows the flip-flop node as a result of reading. The data of the lower page is flip-flop 1 (node N3C,
N4C). By activating CENB1, lower page data can be output to the outside.
【0172】上記の説明から分るように、上位ページの
読み出しは下位ページの読み出しの時刻t3RD までの動
作である。従って、例えば上位ページに引き続いて下位
ページを読み出す場合には、まず上位ページを読み出し
た後に、上位ページのデータをチップ外部に出力してい
る間に、引き続き、下位ページのデータを読み出しても
よい。つまり、時刻t3RD に上位ページのデータがフリ
ップ・フロップFF2にラッチされ、チップ外部に出力
されるのと同時に、<下位ページの読み出し>で記した
図30及び図31の時刻t3RD 以降の動作を行なう。こ
れにより、見かけ上、下位ページの書き込みを高速に行
なうことができる。As can be seen from the above description, reading of the upper page is an operation up to time t3RD of reading of the lower page. Therefore, for example, when reading the lower page subsequent to the upper page, the lower page data may be read while the upper page data is being output to the outside of the chip after reading the upper page first. . That is, at the time t3RD, the data of the upper page is latched by the flip-flop FF2 and output to the outside of the chip, and at the same time, the operation after the time t3RD shown in FIGS. . As a result, the lower page can be apparently written at a high speed.
【0173】<下位ページの別の書き込み方法>上記実
施形態では下位ページの書き込みの際に、上位ページの
データの読み出し、及びデータ反転を行なっている。第
3の実施形態と同様に、本実施形態でも上位ページのデ
ータ反転動作を省略できる。データ回路は図18であ
る。上位データ読み出しのタイミング図は図23の時刻
t4yd までとほぼ同様である。図23と異なるのは、本
実施形態では“2”状態が1.5Vから1.8Vの間の
しきい値を持つので、CG2Aを0Vではなく、1Vに
する点である。プログラム及びベリファイリードの動作
タイミングは図44、及び図45である。動作内容は第
3の実施形態とほぼ同様なので、ここでは詳細な説明は
省略する。<Another Write Method for Lower Page> In the above embodiment, when writing the lower page, the data of the upper page is read and the data is inverted. As in the third embodiment, the data inversion operation of the upper page can be omitted in this embodiment. FIG. 18 shows the data circuit. The timing chart for reading the upper data is almost the same as that until time t4yd in FIG. 23 is different from FIG. 23 in that the CG2A is set to 1 V instead of 0 V because the “2” state has a threshold value between 1.5 V and 1.8 V in this embodiment. The operation timings of the program and verify read are shown in FIGS. 44 and 45. The details of the operation are almost the same as those of the third embodiment, and a detailed description is omitted here.
【0174】[第5の実施形態]本実施形態は、“1”
状態は第1のしきい値レベルを有し、“2”状態は第2
のしきい値レベルを有し、“3”状態は第3のしきい値
レベルを有し、“i“状態(iはn以下の自然数であ
り、nは4以上の自然数)は第iのしきい値レベルを有
するようなn値を記憶するメモリセルにおいて、図52
のようにメモリセルが“1”状態,“2”状態,…,
“2k-1 −1”状態又は“2k-1 ”状態(kは2以上の
自然数)を保持する場合に、メモリセルの外部から入力
する書き込みデータとメモリセルが保持するデータに基
づいて、メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,
“2k −1”状態又は“2k ”状態にし、メモリセルが
“1”状態,“2”状態,…,“2k −1”状態又は
“2k ”状態を保持する場合に、メモリセルの外部から
入力する書き込みデータとメモリセルが保持するデータ
に基づいて、メモリセルを“1”状態,“2”状態,
…,“2k+1 −1”状態又は“2k+1 ”状態にし、メモ
リセルが“1”状態,“2”状態,…,“2m-1 −1”
状態又は“2m-1 ”状態(mはn=2m を満たす自然
数)を保持する場合に、メモリセルの外部から入力する
書き込みデータとメモリセルが保持するデータに基づい
て、メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“2m
−1”状態又は“2m”状態にすることを特徴とする。[Fifth Embodiment] In the present embodiment, "1"
The state has a first threshold level and the "2" state is a second state.
The "3" state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is the i-th state. In a memory cell storing an n value having a threshold level, FIG.
, The memory cells are in the “1” state, the “2” state,.
When the “2 k−1 −1” state or the “2 k−1 ” state (k is a natural number of 2 or more) is held, based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. , The memory cells are set to a “1” state, a “2” state,.
When the memory cell is set to the “2 k −1” state or the “2 k ” state and the memory cell holds the “1” state, the “2” state,..., The “2 k −1” state or the “2 k ” state, Based on write data input from outside the cell and data held by the memory cell, the memory cell is set to a “1” state, a “2” state,
, "2 k + 1 -1" state or "2 k +1 " state, and the memory cells are in "1" state, "2" state, ..., "2 m-1 -1" state.
When the state or the “2 m−1 ” state (m is a natural number that satisfies n = 2 m ) is held, the memory cell is set to “based on the write data input from outside the memory cell and the data held by the memory cell. 1 "state," 2 "state, ...," 2 m
-1 "state or" 2 m "state.
【0175】例えば4値メモリセルの場合には、図46
のようにメモリセルが“1”状態又は“2”状態を保持
する場合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデ
ータと、前記メモリセルが保持するデータを基づいて、
メモリセルを“1”状態,“2”状態,“3”状態又は
“4”状態にすることを特徴とする。For example, in the case of a four-level memory cell, FIG.
When the memory cell holds the “1” state or the “2” state as described above, based on the write data input from outside the memory cell and the data held by the memory cell,
The memory cell is set to a “1” state, a “2” state, a “3” state, or a “4” state.
【0176】また本実施形態は、図46のように、第1
の書き込み動作において、第1の論理レベルが入力する
とメモリセルは“1”状態になり、第2の論理レベルが
入力すると“2”状態になり、その後、第1の書き込み
動作の結果“1”状態であるメモリセルは第2の書き込
み動作において、第3の論理レベルが入力すると“1”
状態になり、第4の論理レベルが入力すると“3”状態
になり、第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメ
モリセルは第2の書き込み動作において、第3の論理レ
ベルが入力すると“2”状態になり、第4の論理レベル
が入力すると“4”状態になることを特徴とする。In this embodiment, as shown in FIG.
In the write operation, when the first logical level is input, the memory cell is set to the “1” state, when the second logical level is input, the memory cell is set to the “2” state, and thereafter, the result of the first write operation is “1”. The memory cell in the state is set to “1” when the third logic level is input in the second write operation.
State, when the fourth logical level is input, the state becomes "3". When the third logical level is input in the second write operation, the memory cell in the "2" state as a result of the first write operation is input. It is characterized in that the state becomes "2" and the state becomes "4" when the fourth logic level is inputted.
【0177】本実施形態は、“1”状態は第1のしきい
値レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを
有し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、
“i”状態(iはn以下の自然数であり、nは4以上の
自然数)は第iのしきい値レベルを有するようなn値を
記憶するメモリセルと、メモリセルの書き込みデータを
保持するデータ回路と、から図47のように構成され
る。In this embodiment, the “1” state has a first threshold level, the “2” state has a second threshold level, and the “3” state has a third threshold level. Value level,
The “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) holds a memory cell storing an n value having an i-th threshold level and write data of the memory cell. The data circuit is configured as shown in FIG.
【0178】そして、メモリセルが“1”状態又は
“2”状態を保持する場合に、データ回路がメモリセル
の外部から入力する書き込みデータ及び、前記メモリセ
ルから読み出されたデータを保持した後に、前記データ
回路に保持したデータを基に、メモリセルを“1”状
態,“2“状態,“3”状態又は“4”状態にすること
を特徴とする。When the memory cell holds the “1” state or the “2” state, after the data circuit holds the write data input from outside the memory cell and the data read from the memory cell, The memory cell is set to a “1” state, a “2” state, a “3” state, or a “4” state based on data held in the data circuit.
【0179】また、第1の書き込み動作において、デー
タ回路に保持する第1の書き込みデータに応じて、書き
込みデータが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは
“1”状態になり、書き込みデータが第2の論理レベル
の場合には“2”状態になり、その後、データ回路がメ
モリセルの外部から入力する書き込みデータ及び、前記
メモリセルから読み出されたデータを保持した後に、メ
モリセルが“1”状態でありかつ第2の書き込みデータ
が第3の論理レベルであるとデータ回路が保持する場
合、前記メモリセルは“1”状態になり、メモリセルが
“1”状態でありかつ書き込みデータが第4の論理レベ
ルであるとデータ回路が保持する場合、前記メモリセル
は“3”状態になり、メモリセルが“2”状態でありか
つ第2の書き込みデータが第3の論理レベルであるとデ
ータ回路が保持する場合、前記メモリセルは“2”状態
になり、メモリセルが“2”状態でありかつ第2の書き
込みデータが第4の論理レベルであるとデータ回路が保
持する場合、前記メモリセルは“4”状態になることを
特徴とする。In the first write operation, when the write data is at the first logical level according to the first write data held in the data circuit, the memory cell goes into the “1” state, and Is at the second logic level, the state becomes "2". After that, after the data circuit holds the write data input from outside the memory cell and the data read from the memory cell, the memory cell When the data circuit holds that the state is "1" and the second write data is at the third logic level, the memory cell is in the state "1", the memory cell is in the state "1", and If the data circuit holds that the data is at the fourth logic level, the memory cell is in the "3" state, the memory cell is in the "2" state and the second write When the data circuit holds that the data is at the third logic level, the memory cell is in the "2" state, the memory cell is in the "2" state and the second write data is at the fourth logic level. When the data circuit holds the memory cell, the memory cell enters the state "4".
【0180】従って、4値メモリセルの場合には、例え
ば図46のようなしきい値分布であればよい。書き込み
は図46、図47のように行なえばよい。データ回路は
例えば第1のラッチ回路及び第2のラッチ回路から構成
されればよい。Therefore, in the case of a four-level memory cell, for example, a threshold distribution as shown in FIG. 46 may be used. Writing may be performed as shown in FIGS. The data circuit may be composed of, for example, a first latch circuit and a second latch circuit.
【0181】第1の書き込み動作において第1の書き込
みデータはI/O線から第1のラッチ回路に入力し、デ
ータ回路に保持する第1の書き込みデータに応じて、書
き込みデータが第1の論理レベルの場合にはメモリセル
は“1”状態になり、書き込みデータが第2の論理レベ
ルの場合には“2”状態になる。第2の書き込み動作で
は、データ回路内の第1のラッチ回路がメモリセルの外
部から入力する第2の書き込みデータをラッチし、第2
のラッチ回路が前記メモリセルから読み出された第1の
書き込みデータを保持する。その後、メモリセルが
“1”状態でありかつ第2の書き込みデータが第3の論
理レベルであるとデータ回路が保持する場合、前記メモ
リセルは“1”状態になり、メモリセルが“1“状態で
ありかつ第2の書き込みデータが第4の論理レベルであ
るとデータ回路が保持する場合、前記メモリセルは
“3”状態になり、メモリセルが”2”状態でありかつ
第2の書き込みデータが第3の論理レベルであるとデー
タ回路が保持する場合、前記メモリセルは“2”状態に
なり、メモリセルが“2“状態でありかつ第2の書き込
みデータが第4の論理レベルであるとデータ回路が保持
する場合、前記メモリセルは“4”状態になる。本実施
形態は4値メモリセルに限らず、倒えば8値メモリセル
でもよいし、16値メモリセルや2m 値(mは自然数)
メモリセルでも構わない。1メモリセルに蓄える情報
は、2の倍数に限らず、もちろん3値でも5値でも6値
でも10値でも280値でもよい。In the first write operation, the first write data is input from the I / O line to the first latch circuit, and the write data is changed to the first logic according to the first write data held in the data circuit. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "1" state. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "2" state. In the second write operation, the first latch circuit in the data circuit latches the second write data input from outside the memory cell,
Hold the first write data read from the memory cell. Thereafter, when the data circuit holds that the memory cell is in the “1” state and the second write data is at the third logic level, the memory cell is in the “1” state and the memory cell is in the “1” state. If the data circuit holds that the memory cell is in the state and the second write data is at the fourth logic level, the memory cell is in the "3" state, the memory cell is in the "2" state, and the second write If the data circuit holds that the data is at the third logic level, the memory cell is in the "2" state, the memory cell is in the "2" state and the second write data is at the fourth logic level. If the data circuit holds that there is, the memory cell is in the "4" state. The present embodiment is not limited to the four-valued memory cell, but may be an eight-valued memory cell if collapsed, a sixteen-valued memory cell, or a 2 m value (m is a natural number)
It may be a memory cell. The information stored in one memory cell is not limited to a multiple of 2, but may be a ternary, quinary, quinary, ten, or 280 value.
【0182】8値メモリセルのしきい値分布と書き込み
動作の一例が図48、図49である。データ回路は例え
ば第1のラッチ回路、第2のラッチ回路及び第3のラッ
チ回路から構成されればよい。FIGS. 48 and 49 show an example of the threshold value distribution and the write operation of the 8-level memory cell. The data circuit may be composed of, for example, a first latch circuit, a second latch circuit, and a third latch circuit.
【0183】第1の書き込み動作において第1の書き込
みデータはI/O線から第1のラッチ回路に入力し、デ
ータ回路に保持する第1の書き込みデータに応じて、書
き込みデータが第1の論理レベルの場合にはメモリセル
は“1”状態になり、書き込みデータが第2の論理レベ
ルの場合には“2”状態になる。第2の書き込み動作で
は、データ回路内の第1のラッチ回路がメモリセルの外
部から入力する第2の書き込みデータをラッチし、第2
のラッチ回路が前記メモリセルから読み出された第1の
書き込みデータを保持する。その後、メモリセルが
“1”状態でありかつ第2の書き込みデータが第3の論
理レベルであるとデータ回路が保持する場合、前記メモ
リセルは“1”状態になり、メモリセルが“1”状態で
ありかつ第2の書き込みデータが第4の論理レベルであ
るとデータ回路が保持する場合、前記メモリセルは
“3”状態になり、メモリセルが“2”状態でありかつ
第2の書き込みデータが第3の論理レベルであるとデー
タ回路が保持する場合、前記メモリセルは“2”状態に
なり、メモリセルが“2”状態でありかつ第2の書き込
みデータが第4の論理レベルであるとデータ回路が保持
する場合、前記メモリセルは“4”状態になる。第3の
書き込み動作では、データ回路内の第1のラッチ回路が
メモリセルの外部から入力する第3の書き込みデータを
ラッチし、第2、第3のラッチ回路が前記メモリセルか
ら読み出された第1の書き込みデータ及び第2の書き込
みデータを保持する。その後、第3の書き込みデータか
ら第5の論理レベルである場合には、メモリセルは
“1”又は“2”又は“3”又は“4”状態を保つ。第
3の書き込みデータが第6の論理レベルである場合に
は、“1”状態,“2”状態,“3”状態,“4”状態
のメモリセルは、それぞれ“5”状態,“6”状態,
“7”状態,“8”状態になる。In the first write operation, the first write data is input from the I / O line to the first latch circuit, and the write data is changed to the first logic according to the first write data held in the data circuit. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "1" state. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "2" state. In the second write operation, the first latch circuit in the data circuit latches the second write data input from outside the memory cell,
Hold the first write data read from the memory cell. Thereafter, when the data circuit holds that the memory cell is in the “1” state and the second write data is at the third logic level, the memory cell is in the “1” state and the memory cell is in the “1” state. When the data circuit holds that the memory cell is in the state and the second write data is at the fourth logic level, the memory cell is in the "3" state, the memory cell is in the "2" state and the second write If the data circuit holds that the data is at the third logic level, the memory cell is in the "2" state, the memory cell is in the "2" state, and the second write data is at the fourth logic level. If the data circuit holds that there is, the memory cell is in the "4" state. In the third write operation, the first latch circuit in the data circuit latches third write data input from outside the memory cell, and the second and third latch circuits are read from the memory cell. The first write data and the second write data are held. Thereafter, when the level is from the third write data to the fifth logic level, the memory cell maintains the “1”, “2”, “3”, or “4” state. When the third write data is at the sixth logic level, the memory cells in the “1” state, “2” state, “3” state, and “4” state are “5” state and “6” state, respectively. Status,
The state becomes "7" state or "8" state.
【0184】16値メモリセルのしきい値分布と書き込
み動作の一例が図50、図51である。データ回路は例
えば第1のラッチ回路、第2のラッチ回路、第3のラッ
チ回路及び第4のラッチ回路から構成されればよい。FIGS. 50 and 51 show an example of the threshold distribution and write operation of the 16-level memory cell. The data circuit may include, for example, a first latch circuit, a second latch circuit, a third latch circuit, and a fourth latch circuit.
【0185】第1の書き込み動作において第1の書き込
みデータはI/O線から第1のラッチ回路に入力し、デ
ータ回路に保持する第1の書き込みデータに応じて、書
き込みデータが第1の論理レベルの場合にはメモリセル
は“1”状態になり、書き込みデータが第2の論理レベ
ルの場合には“2”状態になる。第2の書き込み動作で
は、データ回路内の第1のラッチ回路がメモリセルの外
部から入カする第2の書き込みデータをラッチし、第2
のラッチ回路が前記メモリセルから読み出された第1の
書き込みデータを保持する。その後、メモリセルが
“1”状態でありかつ第2の書き込みデータが第3の論
理レベルであるとデータ回路が保持する場合、前記メモ
リセルは“1”状態になり、メモリセルが“1”状態で
ありかつ第2の書き込みデータが第4の論理レベルであ
るとデータ回路が保持する場合、前記メモリセルは
“3”状態になり、メモリセルが“2”状態でありかつ
第2の書き込みデータが第3の論理レベルであるとデー
タ回路が保持する場合、前記メモリセルは“2”状態に
なり、メモリセルが“2”状態でありかつ第2の書き込
みデータが第4の論理レベルであるとデータ回路が保持
する場合、前記メモリセルは“4”状態になる。第3の
書き込み動作では、データ回路内の第1のラッチ回路が
メモリセルの外部から入力する第3の書き込みデータを
ラッチし、第2、第3のラッチ回路が前記メモリセルか
ら読み出された第1の書き込みデータ及び第2の書き込
みデータを保持する。その後、第3の書き込みデータが
第5の論理レベルである場合には、メモリセルは“1”
又は“2”又は“3”又は“4”状態を保つ。第3の書
き込みデータが第6の論理レベルである場合には、
“1”状態,“2”状態,“3”状態,“4”状態のメ
モリセルは、それぞれ“5”状態,“6”状態,“7”
状態,“8”状態になる。In the first write operation, the first write data is input from the I / O line to the first latch circuit, and the write data is changed to the first logic according to the first write data held in the data circuit. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "1" state. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "2" state. In the second write operation, the first latch circuit in the data circuit latches the second write data input from outside the memory cell, and
Hold the first write data read from the memory cell. Thereafter, when the data circuit holds that the memory cell is in the “1” state and the second write data is at the third logic level, the memory cell is in the “1” state and the memory cell is in the “1” state. When the data circuit holds that the memory cell is in the state and the second write data is at the fourth logic level, the memory cell is in the "3" state, the memory cell is in the "2" state and the second write If the data circuit holds that the data is at the third logic level, the memory cell is in the "2" state, the memory cell is in the "2" state, and the second write data is at the fourth logic level. If the data circuit holds that there is, the memory cell is in the "4" state. In the third write operation, the first latch circuit in the data circuit latches third write data input from outside the memory cell, and the second and third latch circuits are read from the memory cell. The first write data and the second write data are held. Thereafter, when the third write data is at the fifth logic level, the memory cell becomes “1”.
Alternatively, the state “2”, “3”, or “4” is maintained. When the third write data is at the sixth logic level,
The memory cells in the “1” state, the “2” state, the “3” state, and the “4” state are “5” state, “6” state, and “7” state, respectively.
State, "8" state.
【0186】第4の書き込み動作では、データ回路内の
第1のラッチ回路がメモリセルの外部から人力する第4
の書き込みデータをラッチし、第2,第3,第4のラッ
チ回路が前記メモリセルから読み出された第1の書き込
みデータ、第2の書き込みデータ、及び第3の書き込み
データを保持する。その後、第4の書き込みデータが第
7の論理レベルである場合には、メモリセルは“1”又
は“2”又は“3”又は“4”又は“5”又は“6”又
は“7”又は“8”状態を保つ。第4の書き込みデータ
が第8の論理レベルである場合には、“1”状態,
“2”状態,“3”状態,“4”状態,“5”状態,
“6”状態,“7”状態,“8”状態のメモリセルは、
それぞれ“9”状態,“10”状態,“11”状態,
“12”状態,“13”状態,“14”状態,“15”
状態,“16”状態になる。2m 値(mは自然数)メモ
リセルのしきい値分布と書き込み動作の一例が図52、
図53である。データ回路は例えば第1のラッチ回路、
第2のラッチ回路、第3のラッチ回路、第4のラッチ回
路、…、第mのラッチ回路から構成されればよい。In the fourth write operation, the first latch circuit in the data circuit operates manually from outside the memory cell.
, And the second, third, and fourth latch circuits hold the first write data, the second write data, and the third write data read from the memory cells. Thereafter, when the fourth write data is at the seventh logical level, the memory cell is “1” or “2” or “3” or “4” or “5” or “6” or “7” or Maintain “8” state. When the fourth write data is at the eighth logic level, the state is “1”,
"2" state, "3" state, "4" state, "5" state,
The memory cells in the “6” state, the “7” state, and the “8” state are:
State "9", state "10", state "11",
"12" state, "13" state, "14" state, "15" state
State, "16" state. FIG. 52 shows an example of a threshold distribution and a write operation of a 2 m value (m is a natural number) memory cell.
FIG. The data circuit is, for example, a first latch circuit,
The second latch circuit, the third latch circuit, the fourth latch circuit,..., The m-th latch circuit may be used.
【0187】第1の書き込み動作において第1の書き込
みデータはI/O線から第1のラッチ回路に入力し、デ
ータ回路に保持する第1の書き込みデータに応じて、書
き込みデータが第1の論理レベルの場合にはメモリセル
は“1”状態になり、書き込みデータが第2の論理レベ
ルの場合には“2″状態になる。第2の書き込み動作で
は、データ回路内の第1のラッチ回路がメモリセルの外
部から入カする第2の書き込みデータをラッチし、第2
のラッチ回路が前記メモリセルから読み出された第1の
書き込みデータを保持する。その後、メモリセルが
“1”状態でありかつ第2の書き込みデータが第3の論
理レベルであるとデータ回路が保持する場合、前記メモ
リセルは“1“状態になり、メモリセルが“1”状態で
ありかつ第2の書き込みデータが第4の論理レベルであ
るとデータ回路が保持する場合、前記メモリセルは
“3”状態になり、メモリセルが“2”状態でありかつ
第2の書き込みデータが第3の論理レベルであるとデー
タ回路が保持する場合、前記メモリセルは“2”状態に
なり、メモリセルが“2“状態でありかつ第2の書き込
みデータが第4の論理レベルであるとデータ回路が保持
する場合、前記メモリセルは“4”状態になる。In the first write operation, the first write data is input from the I / O line to the first latch circuit, and the write data is changed to the first logic according to the first write data held in the data circuit. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "1" state. When the write data is at the second logical level, the memory cell is in the "2" state. In the second write operation, the first latch circuit in the data circuit latches the second write data input from outside the memory cell, and
Hold the first write data read from the memory cell. Thereafter, when the data circuit holds that the memory cell is in the “1” state and the second write data is at the third logical level, the memory cell is in the “1” state and the memory cell is in the “1” state. When the data circuit holds that the memory cell is in the state and the second write data is at the fourth logic level, the memory cell is in the "3" state, the memory cell is in the "2" state, and the second write If the data circuit holds that the data is at the third logic level, the memory cell is in the "2" state, the memory cell is in the "2" state and the second write data is at the fourth logic level. If the data circuit holds the memory cell, the memory cell enters the "4" state.
【0188】第3の書き込み動作では、データ回路内の
第1のラッチ回路がメモリセルの外部から入力する第3
の書き込みデータをラッチし、第2、第3のラッチ回路
が前記メモリセルから読み出された第1の書き込みデー
タ及び第2の書き込みデータを保持する。その後、第3
の書き込みデータが第5の論理レベルである場合には、
メモリセルは“1”又は“2”又は“3”又は“4“状
態を保つ。第3の書き込みデータが第6の論理レベルで
ある場合には、“1”状態,“2“状態,“3”状態,
“4”状態のメモリセルは、それぞれ“5”状態,
“6”状態,“7”状態,“8”状態になる。第4の書
き込み動作では、データ回路内の第1のラッチ回路がメ
モリセルの外部から入力する第4の書き込みデータをラ
ッチし、第2,第3,第4のラッチ回路が前記メモリセ
ルから読み出された第1の書き込みデータ、第2の書き
込みデータ、及び第3の書き込みデータを保持する。そ
の後、第4の書き込みデータが第7の論理レベルである
場合には、メモリセルは“1”又は“2”又は“3”又
は“4”又は“5”又は“6”又は“7”又は“8“状
態を保つ。第4の書き込みデータが第8の論理レベルで
ある場合には、“1”状態,“2”状態,“3”状態,
“4”状態,“5”状態,“6”状態,“7”状態,
“8”状態のメモリセルは、それぞれ“9”状態,“1
0”状態,“11”状態,“12”状態,“13”状
態,“14”状態,“15”状態,“16“状態にな
る。In the third write operation, the first latch circuit in the data circuit receives the third input from outside the memory cell.
, And the second and third latch circuits hold the first write data and the second write data read from the memory cells. Then the third
Is the fifth logic level,
The memory cell keeps “1” or “2” or “3” or “4” state. When the third write data is at the sixth logic level, the “1” state, the “2” state, the “3” state,
The memory cells in the “4” state are “5” state,
The states are "6" state, "7" state and "8" state. In the fourth write operation, the first latch circuit in the data circuit latches the fourth write data input from outside the memory cell, and the second, third, and fourth latch circuits read from the memory cell. The output first write data, second write data, and third write data are held. Thereafter, when the fourth write data is at the seventh logical level, the memory cell is “1” or “2” or “3” or “4” or “5” or “6” or “7” or Keep "8" state. When the fourth write data is at the eighth logic level, the “1” state, the “2” state, the “3” state,
"4" state, "5" state, "6" state, "7" state,
The memory cells in the “8” state are the “9” state and the “1” state, respectively.
The states are "0" state, "11" state, "12" state, "13" state, "14" state, "15" state and "16" state.
【0189】第mの書き込み動作では、データ回路内の
第1のラッチ回路がメモリセルの外部から入力する第m
の書き込みデータをラッチし、第2,第3,第4,…,
第mのラッチ回路が、前記メモリセルから読み出された
第1の書き込みデータ、第2の書き込みデータ,第3の
書き込みデータ,…,第(m−1)の書き込みデータを
保持する。その後、第mの書き込みデータが第(2m−
1)の論理レベルである場合には、メモリセルは“1
“又は“2”又は“3”…又は“2m-1 −1”又は“2
m-1 ”状態を保つ。第mの書き込みデータが第2mの論
理レベルである場合には、“1”状態,“2”状態,
“3”状態,…,“2m-1 −1”状態,“2m-1 ”状態
のメモリセルは、それぞれ“2m-1 +1”状態,“2
m-1 +2”状態,…,“2m −1”状態,“2m ”状態
になる。In the m-th write operation, the first latch circuit in the data circuit inputs the m-th input from outside the memory cell.
, The second, third, fourth,...,
The m-th latch circuit holds the first write data, the second write data, the third write data,..., The (m−1) -th write data read from the memory cells. Thereafter, the m-th write data is changed to the (2m-
If the logic level is 1), the memory cell is "1".
"Or" 2 "or" 3 "... or" 2 m-1 -1 "or" 2
m-1 "state. When the m-th write data is at the 2m-th logic level, the" 1 "state, the" 2 "state,
The memory cells in the “3” state,..., “2 m−1 −1” state, and “2 m−1 ” state are “2 m−1 +1” state and “2 m−1 +1” state, respectively.
m-1 +2 "state,...," 2 m -1 "state, and" 2 m "state.
【0190】[第6の実施形態]本実施形態は、“1”
状態は第1のしきい値レベルを有し、“2”状態は第2
のしきい値レベルを有し、“3”状態は第3のしきい値
レベルを有し、“i”状態(iはn以下の自然数であ
り、nは3以上の自然数)は第iのしきい値レベルを有
するようなn値を記憶する、複数ビットのデータの記憶
が可能なメモリセルにおいて、第p(pは1以上の自然
数)の書き込み動作で書き込まれたデータのしきい値分
布幅が、第p+1の書き込み動作で新たに書き込まれた
データのしきい値分布幅のしきい値分布幅よりも狭いこ
とを特徴とする。4値NANDフラッシュメモリを例に
とり、図面を参照して本実施形態を説明する。1つのメ
モリセルには、上位ビット及び下位ビットの2つに分け
ることのできる複数ビットのデータが記憶され得る。こ
の複数ビットのデータはそれぞれ、上位ビットのデータ
が上位ページの書き込み動作、下位ビットのデータが下
位ページの書き込み動作で、データ書き込みの単位とな
るページを形成するメモリセル群へ書き込まれる。[Sixth Embodiment] In the present embodiment, "1"
The state has a first threshold level and the "2" state is a second state.
The "3" state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) is the i-th state. In a memory cell capable of storing a plurality of bits of data that stores an n value having a threshold level, a threshold distribution of data written in a p-th (p is a natural number of 1 or more) write operation The width is smaller than the threshold distribution width of the threshold distribution width of data newly written in the (p + 1) th write operation. This embodiment will be described with reference to the drawings, taking a 4-level NAND flash memory as an example. A single memory cell can store a plurality of bits of data that can be divided into upper bits and lower bits. Each of the plurality of bits of data is written to a memory cell group forming a page which is a unit of data writing by upper bit data in an upper page write operation and lower bit data in a lower page write operation.
【0191】書き込み動作手順を図54に示した。すな
わち図54(a)は、上位ページの書き込みを示す図で
ある。上位ページの書き込みデータがHighの場合に
はメモリセルは消去状態である“1”状態を保ち、Lo
wの場合にはメモリセルは“2”状態に書き込まれる。
また図54(b)は、下位ページの書き込みを示す図で
ある。下位ページの書き込みデータがHighの場合に
は“1”状態、“2”状態のメモリセルはその状態を保
ち、Lowの場合には“1”状態のメモリセルは“3”
状態に、“2”状態のメモリセルは“4”状態に書き込
まれる。このように、1つのメモリセル内のデータを複
数のページに分けて書き込むことにより、書き込みが高
速化される。図54に示される通り、下位ページの書き
込みでは“3”書き込みが充分に行なわれたかを調べる
“3”ベリファイリード、及び“4”書き込みが充分に
行なわれたかを調べる“4”ベリファイリードを行なう
のに対し、上位ページの書き込みでは“2”書き込みが
充分に行なわれたかを調べる“2”ベリファイリードの
み行なう。しかも通常は、“4”状態のようにしきい値
レベルが高いデータほど、ベリファイリードの動作自体
長くなる傾向がある。従って、こうした書き込み動作に
おいてメモリセルのトランジスタのしきい値をシフトさ
せるため、書き込みバイアスとしてのパルスをワード線
に供給する際に、充分な書き込みが行なわれるまで書き
込みバイアスを段階的に大きくしていく増加幅(書き込
み電圧のステップアップ幅)を上位ページ及び下位ペー
ジの書き込みで等しくすると、下位ページの書き込みに
比べて上位ページの書き込みを高速に行なうことができ
る。FIG. 54 shows the write operation procedure. That is, FIG. 54A is a diagram showing writing of the upper page. When the write data of the upper page is High, the memory cell keeps the “1” state, which is the erased state, and Lo.
In the case of w, the memory cell is written to the "2" state.
FIG. 54B is a diagram showing writing of a lower page. When the write data of the lower page is High, the memory cells in the “1” state and “2” state maintain that state, and when the write data in the lower page is Low, the memory cell in the “1” state is “3”.
In the state, the memory cell in the “2” state is written to the “4” state. By writing data in one memory cell in a plurality of pages as described above, writing is speeded up. As shown in FIG. 54, in the lower page write, a "3" verify read for checking whether the "3" write has been sufficiently performed and a "4" verify read for checking whether the "4" write has been sufficiently performed are performed. On the other hand, in the writing of the upper page, only the "2" verify read for checking whether the "2" writing has been sufficiently performed is performed. In addition, normally, as the data has a higher threshold level such as the “4” state, the verify read operation itself tends to be longer. Therefore, in order to shift the threshold value of the transistor of the memory cell in such a write operation, when a pulse as a write bias is supplied to the word line, the write bias is gradually increased until sufficient writing is performed. If the increase width (step-up width of the write voltage) is equal in the writing of the upper page and the lower page, the writing of the upper page can be performed faster than the writing of the lower page.
【0192】しかしながら、ページ書き込みに要する時
間で通常定義される書き込み時間は、結局は上位ページ
及び下位ページの書き込みのうちの長い方の時間で決定
され、チップの書き込み時間の仕様は書き込み時間が長
くなる下位ページの書き込み時間に設定される。このた
め、上位ページの書き込みだけが高速に行なわれても利
点は少ない。本実施形態においては、こうした点を考慮
して上位ページの書き込み時間が下位ページの書き込み
時間とほぼ同程度となるように、上位ページの書き込み
を高精度にゆっくりと行なう。すなわち、上位ページの
書き込みの際の書き込み電圧のステップアップ幅をΔV
pp1 、下位ページの書き込みの際の書き込み電圧のステ
ップアップ幅をΔVpp2 としたとき、ΔVpp1 <ΔVpp
2 の関係を満足させる。このように上位ページの書き込
みを高精度に行なうことで、“2”状態のメモリセルの
しきい値分布幅が狭まってメモリセルの信頼性が向上す
る。以下、ΔVpp1 =ΔVpp2 に設定した場合と比較し
ながら、本実施形態をより詳細に説明する。However, the write time usually defined by the time required for page write is ultimately determined by the longer time of the upper page write and the lower page write, and the chip write time specification is longer than the write time of the chip. Is set to the write time of the lower page. Therefore, there is little advantage even if only the writing of the upper page is performed at high speed. In the present embodiment, in consideration of such points, the writing of the upper page is slowly performed with high accuracy so that the writing time of the upper page is substantially equal to the writing time of the lower page. That is, the step-up width of the write voltage when writing the upper page is ΔV
pp1, when the step-up width of the write voltage at the time of writing the lower page is ΔVpp2, ΔVpp1 <ΔVpp
Satisfy the relationship of 2. By performing the writing of the upper page with high accuracy in this manner, the threshold distribution width of the memory cell in the “2” state is narrowed, and the reliability of the memory cell is improved. Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail in comparison with the case where ΔVpp1 = ΔVpp2.
【0193】図55は、書き込み電圧のステップアップ
幅が上位ページ及び下位ページで等しく(ΔVpp1 =Δ
Vpp2 )、上位ページの書き込み動作で書き込まれたデ
ータ“2”のしきい値分布幅が、下位ページの書き込み
動作で新たに書き込まれたデータ“3”、“4”のしき
い値分布幅と等しい場合について、メモリセルのしきい
値分布を示す図である。なお図中のVCG2V 、VCG3V 、VC
G4V は、それぞれメモリセルにデータ“2”、“3”、
“4”が充分書き込まれたか否かをチェックする際のベ
リファイ電圧に相当する。また図56に、ここでの書き
込みに当ってメモリセルに供給されるパルスの波形を示
す。FIG. 55 shows that the step-up width of the write voltage is equal between the upper page and the lower page (ΔVpp1 = Δ
Vpp2), the threshold distribution width of data "2" written in the upper page write operation is equal to the threshold distribution width of data "3" and "4" newly written in the lower page write operation. FIG. 14 is a diagram showing a threshold distribution of a memory cell when the values are equal. VCG2V, VCG3V, VC in the figure
G4V stores data “2”, “3”,
This corresponds to a verify voltage for checking whether "4" has been sufficiently written. FIG. 56 shows a waveform of a pulse supplied to the memory cell in writing here.
【0194】図55に示されるように、“2”状態、
“3”状態、“4”状態の各しきい値分布幅が全て0.
8Vであるとき、上位ページの書き込み電圧は図56に
示される通り、例えば初期値の15Vから0.8Vずつ
大きくする。また下位ページの書き込み電圧は、上位ペ
ージの書き込み電圧の初期値に“2”書き込みに対する
ベリファイ電圧と“4”書き込みに対するベリファイ電
圧との電圧差を加算した17.8Vを初期値とし、1
7.8Vからやはり0.8Vずつ大きくしていく。さら
に、このとき“4”書き込みするメモリセルのチャネル
及びビット線は0Vとし、“3”書き込みするメモリセ
ルのチャネル及びビット線を“3”書き込みに対するベ
リファイ電圧と“4”書き込みに対するベリファイ電圧
との電圧差に相当する1.4Vに設定することで、下位
ページの書き込み動作の際“3”状態と“4”状態をほ
ぼ同時に書き込むことができる。これに対し、本実施形
態でのメモリセルのしきい値分布を図57に示し、書き
込みに当ってメモリセルに供給するパルスの波形を図5
8、図59に示す。まず図57(a)のしきい値分布を
得るためには、図58(a)、(b)に示されるような
パルスを書き込み電圧とすればよい。上位ページの書き
込み電圧として、初期値15Vから0.3Vずつ大きく
なるパルスを供給することで、“2”状態のしきい値分
布幅を0.3Vに狭めることができる。なお、このよう
に書き込み電圧のステップアップ幅を小さくすると高精
度に書き込みが行なわれる反面、書き込み時間は長時間
化する。従って書き込み電圧のステップアップ幅の大き
さは、ベリファイリードに要する時間も併せた書き込み
時間が上位ページの書き込みと下位ページの書き込みと
でほぼ同程度となるように設定することが好ましい。As shown in FIG. 55, the "2" state,
All threshold distribution widths of the “3” state and the “4” state are 0.
When the voltage is 8 V, the write voltage of the upper page is increased by, for example, 0.8 V from the initial value of 15 V as shown in FIG. The lower page write voltage has an initial value of 17.8 V obtained by adding the voltage difference between the verify voltage for “2” write and the verify voltage for “4” write to the initial value of the write voltage for the upper page.
It is also increased from 7.8V by 0.8V. Further, at this time, the channel and bit line of the memory cell to which "4" is written are set to 0 V, and the channel and bit line of the memory cell to which "3" is written are set to the verify voltage for "3" write and the verify voltage for "4" write. By setting the voltage to 1.4 V corresponding to the voltage difference, the “3” state and the “4” state can be written almost simultaneously in the lower page write operation. On the other hand, FIG. 57 shows the threshold voltage distribution of the memory cell in this embodiment, and FIG. 5 shows the waveform of the pulse supplied to the memory cell during writing.
8, shown in FIG. First, in order to obtain the threshold distribution shown in FIG. 57A, a pulse as shown in FIGS. 58A and 58B may be used as the write voltage. By supplying a pulse that increases by 0.3 V from the initial value of 15 V as the write voltage for the upper page, the threshold distribution width in the “2” state can be reduced to 0.3 V. When the step-up width of the write voltage is reduced in this manner, writing is performed with high accuracy, but the writing time is lengthened. Therefore, it is preferable that the magnitude of the step-up width of the write voltage is set so that the write time including the time required for the verify read is substantially the same between the writing of the upper page and the writing of the lower page.
【0195】一方下位ページの書き込み電圧は、図58
(b)に示される通り初期値17.3Vから0.8Vず
つ大きくしていく。すなわち下位ページの書き込み電圧
の初期値は、上位ページの書き込み電圧の初期値に
“2”書き込みに対するベリファイ電圧と“4”書き込
みに対するベリファイ電圧との電圧差を加算した17.
3Vに設定し、書き込み電圧のステップアップ幅は図5
5のしきい値分布を得る場合と同様に、0.8Vとす
る。またこのとき“4”書き込みするメモリセルのチャ
ネル及びビット線は0Vとし、“3”書き込みするメモ
リセルのチャネル及びビット線を“3”書き込みに対す
るベリファイ電圧と“4”書き込みに対するベリファイ
電圧との電圧差に相当する1.4Vに設定することで、
下位ページの書き込み動作の際“3”状態と“4”状態
をほぼ同時に書き込むことができる。ここでは、図57
(a)に示される通り“2”状態のしきい値分布幅を
0.3Vに狭めたことで、最もしきい値レベルの高い
“4”状態のしきい値分布が図55に比べ約0.5V低
下する。この結果、メモリセルにおいて浮遊ゲート中の
蓄積電荷の基板へのリークが抑制され、ひいてはメモリ
セルのデータ保持時間を2、3倍程度長くしてその信頼
性を向上することができる。なお、こうして上位ページ
の書き込みが高精度に行なわれると上位ページの書き込
み速度は反面低下する。しかしながら、下位ページの書
き込みの方に長時間を要する以上、チップの書き込み速
度の仕様は下位ページの書き込み速度で決定されるの
で、上位ページの書き込み速度が下位ページの書き込み
速度よりも遅くならない限り、チップの書き込み速度の
仕様は遅くならない。On the other hand, the write voltage for the lower page is as shown in FIG.
As shown in (b), the initial value is increased from 17.3V by 0.8V. That is, the initial value of the write voltage of the lower page is obtained by adding the voltage difference between the verify voltage for “2” write and the verify voltage for “4” write to the initial value of the write voltage of the upper page.
3 V, and the step-up width of the write voltage is shown in FIG.
0.8 V as in the case of obtaining the threshold distribution of 5. At this time, the channel and the bit line of the memory cell to which "4" is to be written are set to 0 V, and the channel and the bit line of the memory cell to which "3" is to be written are the voltages of the verify voltage for "3" write and the verify voltage for "4" write. By setting to 1.4V, which corresponds to the difference,
In the lower page write operation, the "3" state and the "4" state can be written almost simultaneously. Here, FIG.
As shown in (a), the threshold distribution width of the “2” state is narrowed to 0.3 V, so that the threshold distribution of the “4” state having the highest threshold level is about 0 .5V. As a result, in the memory cell, the leakage of the charge stored in the floating gate to the substrate can be suppressed, and the data retention time of the memory cell can be lengthened by about two to three times to improve the reliability. When the writing of the upper page is performed with high accuracy, the writing speed of the upper page is reduced. However, since the writing of the lower page takes a longer time, the specification of the writing speed of the chip is determined by the writing speed of the lower page, so unless the writing speed of the upper page is lower than the writing speed of the lower page. The writing speed specification of the chip does not decrease.
【0196】また本実施形態において、メモリセルのし
きい値分布は以上に限定されるものではなく任意性を有
する。例えば、図57(b)に示されるようなしきい値
分布であってもよい。すなわちこの場合も、上位ページ
の書き込みを高精度に行なうことで“2”状態のしきい
値分布幅を0.3Vに狭める。ただしここでは、“3”
状態のしきい値分布と“4”状態のしきい値分布の間の
電圧差及び、“2”状態のしきい値分布と“3”状態の
しきい値分布の間の電圧差がいずれも、図55や図57
(a)と比較して大きく設定されている。具体的に図5
5や図57(a)においては、こうしたしきい値分布の
間の電圧差が0.6Vであり、メモリセルでのデータ
“3”又は“4”の保持時、浮遊ゲート中の蓄積電荷の
リークに起因するしきい値の低下が0.6Vを越える
と、メモリセルが“2”状態或いは“3”状態となって
データの破壊が生じる可能性がある。一方、図57
(b)におけるしきい値分布の間の電圧差は0.8Vで
あるので、同様のしきい値低下が0.8Vを越えないと
データは破壊されず、結果としてメモリセルの寿命が改
善され信頼性が向上する。In the present embodiment, the threshold voltage distribution of the memory cell is not limited to the above, but has arbitrary characteristics. For example, a threshold distribution as shown in FIG. That is, also in this case, the threshold distribution width of the “2” state is narrowed to 0.3 V by writing the upper page with high accuracy. However, here, "3"
Both the voltage difference between the threshold distribution in the state and the threshold distribution in the “4” state and the voltage difference between the threshold distribution in the “2” state and the threshold distribution in the “3” state 55 and 57
It is set larger than that of FIG. Specifically, FIG.
In FIG. 5 and FIG. 57 (a), the voltage difference between such threshold distributions is 0.6 V, and when the data “3” or “4” is held in the memory cell, the accumulated charge in the floating gate is reduced. If the decrease of the threshold value due to the leak exceeds 0.6 V, the memory cell may be in the "2" state or the "3" state, and data may be destroyed. On the other hand, FIG.
Since the voltage difference between the threshold distributions in (b) is 0.8 V, the data will not be destroyed unless the similar threshold decrease exceeds 0.8 V, and as a result, the life of the memory cell is improved. Reliability is improved.
【0197】図57(b)のしきい値分布を得るために
は、図58(a)、(c)に示されるようなパルスを書
き込み電圧とすればよい。上位ページの書き込み電圧と
して、初期値15Vから0.3Vずつ大きくなるパルス
を供給することで、“2”状態のしきい値分布幅を0.
3Vに狭めることができる。なお、このように書き込み
電圧のステップアップ幅を小さくすると高精度に書き込
みが行なわれる反面、書き込み時間は長時間化する。従
って書き込み電圧のステップアップ幅の大きさは、ベリ
ファイリードに要する時間も併せた書き込み時間が上位
ページの書き込みと下位ページの書き込みとでほぼ同程
度となるように設定することが好ましい。一方下位ペー
ジの書き込み電圧は、図58(c)に示される通り初期
値17.7Vから0.8Vずつ大きくしていく。すなわ
ち下位ページの書き込み電圧の初期値は、上位ページの
書き込み電圧の初期値に“2”書き込みに対するベリフ
ァイ電圧と“4”書き込みに対するベリファイ電圧との
電圧差を加算した17.7Vに設定し、書き込み電圧の
ステップアップ幅は図55のしきい値分布を得る場合と
同様に、0.8Vとする。またこのとき“4”書き込み
するメモリセルのチャネル及びビット線は0Vとし、
“3”書き込みするメモリセルのチャネル及びビット線
を“3”書き込みに対するベリファイ電圧と“4”書き
込みに対するベリファイ電圧との電圧差に相当する1.
6Vに設定することで、下位ページの書き込み動作の際
“3”状態と“4”状態をほぼ同時に書き込むことがで
きる。In order to obtain the threshold distribution shown in FIG. 57 (b), a pulse as shown in FIGS. 58 (a) and 58 (c) may be used as the write voltage. By supplying a pulse that increases by 0.3 V from the initial value of 15 V as the write voltage of the upper page, the threshold distribution width of the “2” state is set to 0.1.
It can be reduced to 3V. When the step-up width of the write voltage is reduced in this manner, writing is performed with high accuracy, but the writing time is lengthened. Therefore, it is preferable that the magnitude of the step-up width of the write voltage is set so that the write time including the time required for the verify read is substantially the same between the writing of the upper page and the writing of the lower page. On the other hand, the write voltage of the lower page is increased by 0.8 V from the initial value of 17.7 V as shown in FIG. That is, the initial value of the write voltage of the lower page is set to 17.7 V which is the initial value of the write voltage of the upper page plus the voltage difference between the verify voltage for "2" write and the verify voltage for "4" write. The step-up width of the voltage is set to 0.8 V as in the case of obtaining the threshold distribution in FIG. At this time, the channel and the bit line of the memory cell to which “4” is written are set to 0 V,
The channel and bit line of the memory cell to which "3" is written correspond to the voltage difference between the verify voltage for "3" write and the verify voltage for "4" write.
By setting the voltage to 6 V, the “3” state and the “4” state can be written almost simultaneously in the lower page write operation.
【0198】さらに、メモリセルのしきい値分布の他の
例を図57(c)に示す。図57(a)、(b)におい
ては、“3”状態のしきい値分布と“4”状態のしきい
値分布の間の電圧差及び、“2”状態のしきい値分布と
“3”状態のしきい値分布の間の電圧差が等しく設定さ
れていたが、ここでは“3”状態のしきい値分布と
“4”状態のしきい値分布の間の電圧差を、“2”状態
のしきい値分布と“3”状態のしきい値分布の間の電圧
差より大きくしている。すなわち、しきい値レベルが高
いほど浮遊ゲート中の蓄積電荷がリークしてしきい値が
低下しやすいことを考慮して、“2”状態のしきい値分
布と“3”状態のしきい値分布の間の電圧差が0.7V
であるのに対し、“3”状態のしきい値分布と“4”状
態のしきい値分布の間の電圧差は1Vとなっている。FIG. 57C shows another example of the threshold voltage distribution of the memory cells. In FIGS. 57A and 57B, the voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “4” state, and the threshold voltage distribution in the “2” state and “3” Although the voltage difference between the threshold distributions in the “state” is set equal, the voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “4” state is “2”. The voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “3” state is made larger. That is, considering that the higher the threshold level is, the more the accumulated charge in the floating gate leaks and the lower the threshold is, the threshold distribution in the “2” state and the threshold in the “3” state are considered. 0.7V voltage difference between distributions
In contrast, the voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “4” state is 1V.
【0199】図57(c)のしきい値分布を得るために
は、図58(a)、(d)に示されるようなパルスを書
き込み電圧とすればよい。上位ページの書き込み電圧と
しては、図57(a)、(b)の場合と同様に初期値1
5Vから0.3Vずつ大きくなるパルスを供給する。一
方下位ページの書き込み電圧は、図58(d)に示され
る通り初期値17.8Vから0.8Vずつ大きくしてい
く。すなわち下位ページの書き込み電圧の初期値は、上
位ページの書き込み電圧の初期値に“2”書き込みに対
するベリファイ電圧と“4”書き込みに対するベリファ
イ電圧との電圧差を加算した17.8Vに設定し、書き
込み電圧のステップアップ幅は図55のしきい値分布を
得る場合と同様に、0.8Vとする。またこのとき
“4”書き込みするメモリセルのチャネル及びビット線
は0Vとし、“3”書き込みするメモリセルのチャネル
及びビット線を“3”書き込みに対するベリファイ電圧
と“4”書き込みに対するベリファイ電圧との電圧差に
相当する1.8Vに設定することで、下位ページの書き
込み動作の際“3”状態と“4”状態をほぼ同時に書き
込むことができる。In order to obtain the threshold distribution shown in FIG. 57 (c), a pulse as shown in FIGS. 58 (a) and 58 (d) may be used as the write voltage. As the write voltage for the upper page, the initial value is 1 as in the case of FIGS. 57 (a) and (b).
A pulse which increases from 5V by 0.3V is supplied. On the other hand, the write voltage for the lower page is increased from the initial value of 17.8 V by 0.8 V as shown in FIG. That is, the initial value of the write voltage for the lower page is set to 17.8 V, which is the sum of the initial voltage of the write voltage for the upper page and the voltage difference between the verify voltage for "2" write and the verify voltage for "4" write. The step-up width of the voltage is set to 0.8 V as in the case of obtaining the threshold distribution in FIG. At this time, the channel and the bit line of the memory cell to which "4" is to be written are set to 0 V, and the channel and the bit line of the memory cell to which "3" is to be written are the voltages of the verify voltage for "3" write and the verify voltage for "4" write. By setting the voltage to 1.8 V corresponding to the difference, the “3” state and the “4” state can be written almost simultaneously at the time of the lower page write operation.
【0200】また本実施形態のメモリセルは、図57
(d)又は図57(e)に示されるようなしきい値分布
を有していてもよい。ここでは、4値データ“1”、
“2”、“3”、“4”のしきい値レベルの大小関係が
図57(a)、(b)、(c)とは異なる。すなわち、
第4の実施形態の場合と同様に、消去状態“1”のメモ
リセルに対し外部から入力する書き込みデータを基に書
き込みを行なう際、上位ページの書き込み動作で書き込
まれる“2”状態のしきい値分布が、下位ページの書き
込み動作で書き込まれる“3”状態のしきい値分布より
も高いしきい値レベルを有する。これらについても、上
位ページの書き込みを高精度に行なうことで“2”状態
のしきい値分布幅が0.3Vに狭められ、最もしきい値
レベルの高い“4”状態のしきい値分布を低下させるこ
とが可能となる。さらに図57(d)においては、図5
7(c)と同様しきい値レベルの高い2つのデータに関
してしきい値分布の間の電圧差を大きくする観点から、
“3”状態のしきい値分布と“2”状態のしきい値分布
の間の電圧差が0.6V、“2”状態のしきい値分布と
“4”状態のしきい値分布の間の電圧差が1Vに設定さ
れている。The memory cell of this embodiment is similar to that of FIG.
(D) or a threshold distribution as shown in FIG. 57 (e). Here, quaternary data “1”,
The magnitude relation between the threshold levels “2”, “3”, and “4” is different from FIGS. 57 (a), (b), and (c). That is,
As in the case of the fourth embodiment, when writing is performed on a memory cell in the erased state “1” based on write data input from the outside, a threshold of a “2” state written by a write operation of an upper page. The value distribution has a higher threshold level than the threshold distribution in the “3” state written by the lower page write operation. Also in these, the threshold distribution width of the “2” state is narrowed to 0.3 V by performing the writing of the upper page with high accuracy, and the threshold distribution of the “4” state, which is the highest threshold level, is reduced. It can be reduced. Further, in FIG. 57 (d), FIG.
7 (c), from the viewpoint of increasing the voltage difference between the threshold distributions for two data having a high threshold level,
The voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “2” state is 0.6 V, and the voltage difference between the threshold distribution in the “2” state and the threshold distribution in the “4” state. Is set to 1V.
【0201】図57(d)のしきい値分布を得るために
は、図59(a)、(b)に示されるようなパルスを書
き込み電圧とすればよい。上位ページの書き込み電圧と
しては、図59(a)に示される初期値16.4Vから
0.3Vずつ大きくなるパルスを供給する。一方下位ペ
ージの書き込み電圧は、図59(b)に示される通り初
期値17.7Vから0.8Vずつ大きくしていく。すな
わち下位ページの書き込み電圧の初期値は、上位ページ
の書き込み電圧の初期値に“2”書き込みに対するベリ
ファイ電圧と“4”書き込みに対するベリファイ電圧と
の電圧差を加算した17.7Vに設定し、書き込み電圧
のステップアップ幅は図55のしきい値分布を得る場合
と同様に、0.8Vとする。またこのとき“4”書き込
みするメモリセルのチャネル及びビット線は0Vとし、
“3”書き込みするメモリセルのチャネル及びビット線
を“3”書き込みに対するベリファイ電圧と“4”書き
込みに対するベリファイ電圧との電圧差に相当する2.
7Vに設定することで、下位ページの書き込み動作の際
“3”状態と“4”状態をほぼ同時に書き込むことがで
きる。In order to obtain the threshold distribution shown in FIG. 57D, a pulse as shown in FIGS. 59A and 59B may be used as the write voltage. As the write voltage for the upper page, a pulse that increases by 0.3 V from the initial value of 16.4 V shown in FIG. 59A is supplied. On the other hand, the write voltage of the lower page is increased by 0.8 V from the initial value of 17.7 V as shown in FIG. That is, the initial value of the write voltage of the lower page is set to 17.7 V which is the initial value of the write voltage of the upper page plus the voltage difference between the verify voltage for "2" write and the verify voltage for "4" write. The step-up width of the voltage is set to 0.8 V as in the case of obtaining the threshold distribution in FIG. At this time, the channel and the bit line of the memory cell to which “4” is written are set to 0 V,
1. The channel and bit line of the memory cell to which "3" is written correspond to the voltage difference between the verify voltage for "3" write and the verify voltage for "4" write.
By setting the voltage to 7 V, the “3” state and the “4” state can be written almost simultaneously in the lower page write operation.
【0202】図57(e)では、“3”状態のしきい値
分布と“2”状態のしきい値分布の間の電圧差及び、
“2”状態のしきい値分布と“4”状態のしきい値分布
の間の電圧差が、いずれも0.6Vに設定されている。
書き込みに当っては、下位ページの書き込み電圧の初期
値を17.3V、下位ページの書き込み動作時“3”書
き込みするメモリセルのチャネル及びビット線を2.3
Vとする以外は図57(d)の場合と同様にすれば、こ
うしたしきい値分布を得ることができる。なお以上は、
4値セルへの第1の書き込み動作及び第2の書き込み動
作を例にとり本実施形態を説明したが、本実施形態は何
らこれに限られるものではない。すなわち、要は複数ビ
ットのデータの記憶が可能なメモリセルについて、書き
込み電圧のステップアップ幅を前段の書き込み動作で後
段の書き込み動作と比べ小さく設定し、前段の書き込み
動作で書き込まれるデータのしきい値分布幅を、後段の
書き込み動作で新たに書き込まれるデータのしきい値分
布幅のしきい値分布幅よりも狭くすればよい。In FIG. 57 (e), the voltage difference between the threshold distribution in the "3" state and the threshold distribution in the "2" state, and
The voltage difference between the threshold distribution in the “2” state and the threshold distribution in the “4” state is both set to 0.6V.
In writing, the initial value of the write voltage of the lower page is 17.3 V, and the channel and bit line of the memory cell to which "3" is written in the lower page write operation are set to 2.3.
Except for V, the threshold distribution can be obtained in the same manner as in the case of FIG. The above is
Although the present embodiment has been described by taking the first write operation and the second write operation to the quaternary cell as an example, the present embodiment is not limited to this. That is, for a memory cell capable of storing a plurality of bits of data, the step-up width of the write voltage is set smaller in the preceding write operation than in the subsequent write operation, and the threshold value of the data written in the preceding write operation is set. The value distribution width may be narrower than the threshold distribution width of the threshold distribution width of data newly written in the subsequent write operation.
【0203】例えば、第5の実施形態における2m 値
(mは自然数)メモリセルに対し、本実施形態を適用し
ても構わない。すなわち、“1”状態は第1のしきい値
レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有
し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”
状態(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然
数)は第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶
するメモリセルについて、メモリセルが“1”状態のし
きい値レベルである場合に、メモリセルの外部から入力
する書き込みデータに基づいて第1の書き込みが行なわ
れ、前記メモリセルが“1”状態,“2”状態のいずれ
かのしきい値レベルになり、メモリセルが“1”状態,
“2”状態,…,“2k-1 −1”状態,“2k-1 ”状態
(kは2以上の自然数)のいずれかのしきい値レベルで
ある場合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデ
ータとメモリセルのしきい値レベルに基づいて第kの書
き込みが行なわれ、前記メモリセルが“1”状態,
“2”状態,…,“2k −1”状態,“2k ”状態のい
ずれかのしきい値レベルになり、メモリセルが“1”状
態,“2”状態,…,“2k −1”状態,“2k ”状態
のいずれかのしきい値レベルである場合に、メモリセル
の外部から入力する書き込みデータとメモリセルのしき
い値レベルに基づいて第k+1の書き込みが行なわれ、
前記メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2
k+1 −1”状態,“2k+1 ”状態のいずれかのしきい値
レベルになり、メモリセルが“1”状態,“2”状態,
…,“2m-1 −1”状態,“2m-1 ”状態(mはn=2
m を満たす自熱数)のいずれかのしきい値レベルである
場合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータ
とメモリセルのしきい値レベルに基づいて第mの書き込
みが行なわれ、前記メモリセルが“1”状態,“2”状
態,…,“2m −1”状態,“2m ”状態のいずれかの
しきい値レベルになる場合に、本実施形態を適用するこ
とが可能である。図60に、この時のメモリセルのしき
い値分布を示す。For example, the present embodiment may be applied to a 2 m value (m is a natural number) memory cell in the fifth embodiment. That is, the "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, the "3" state has a third threshold level, “I”
The state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is a memory cell storing an n value having an i-th threshold level. When the memory cell is at the level, the first write is performed based on the write data input from outside the memory cell, and the memory cell attains one of the threshold levels of the "1" state and the "2" state, The memory cell is in the "1" state,
When the threshold level is one of the “2” state,..., “2 k−1 −1” state, and “2 k−1 ” state (k is a natural number of 2 or more), The k-th write is performed based on the input write data and the threshold level of the memory cell.
.., “2 k −1” state, or “2 k ” state, and the memory cell becomes “1” state, “2” state ,. If the threshold level is any of the 1 "state and the" 2 k "state, the (k + 1) th write is performed based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell,
The memory cells are in a "1" state, a "2" state,.
The threshold level becomes one of the (k + 1−1) state and the “2 k + 1 ” state, and the memory cell is in the “1” state, the “2” state,
..., "2 m-1 -1" state, "2 m-1 " state (m is n = 2
If the threshold level is any of (the number of self-heating that satisfies m ), the m-th write is performed based on the write data input from the outside of the memory cell and the threshold level of the memory cell. This embodiment can be applied to a case where the cell has any one of the threshold levels of “1” state, “2” state,..., “2 m −1” state, and “2 m ” state. is there. FIG. 60 shows the threshold distribution of the memory cell at this time.
【0204】一方、“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルについて、メモリセルが“1”状態のしきい値
レベルである場合に、メモリセルの外部から入力する書
き込みデータに基づいて第1の書き込みが行なわれ、前
記メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−
1”状態,“m”状態(mは2以上の自然数)のいずれ
かのしきい値レベルになり、メモリセルが“1”状態,
“2”状態,…,“m−1”状態,“m”状態のいずれ
かのしきい値レベルである場合に、メモリセルの外部か
ら入力する書き込みデータとメモリセルのしきい値レベ
ルに基づいて第2の書き込みが行なわれ、前記メモリセ
ルが“1”状態,“2”状態,…,“k−1”状態,
“k”状態(kはmより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルになる場合にも本実施形態を適用できる。
この時のメモリセルのしきい値分布を図61に示す。On the other hand, the "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) is n For a memory cell storing a value, when the memory cell is at the threshold level of the "1" state, a first write is performed based on write data input from outside the memory cell, and the memory cell is set to "1". 1 "state," 2 "state, ...," m-
1 ”state or“ m ”state (m is a natural number of 2 or more), and the memory cell is in the“ 1 ”state,
When the threshold level is any of the “2” state,..., “M−1” state, and “m” state, the write data inputted from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell are used. A second write is performed, and the memory cells are in a “1” state, a “2” state,..., A “k−1” state,
The present embodiment can be applied to any of the threshold levels in the “k” state (k is a natural number greater than m).
FIG. 61 shows the threshold voltage distribution of the memory cell at this time.
【0205】また、“1”状態は第1のしきい値レベル
を有し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、
“3”状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態
(iはn以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は
第iのしきい値レベルを有するようなn値を記憶するメ
モリセルについて、メモリセルが“1”状態,“2”状
態,…,“r−1”状態,“r”状態(rは2以上の自
然数)のいずれかのしきい値レベルである場合に、メモ
リセルの外部から入力する書き込みデータとメモリセル
のしきい値レベルに基づいて第j(jは2以上の自然
数)の書き込みが行なわれ、前記メモリセルが“1”状
態,“2”状態,…,“s−1”状態,“s”状態(s
はrより大きい自然数)のいずれかのしきい値レベルに
なり、メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“s
−1”状態,“s”状態のいずれかのしきい値レベルで
ある場合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデ
ータとメモリセルのしきい値レベルに基づいて第j+1
の書き込みが行なわれ、前記メモリセルが“1”状態,
“2”状態,…,“t−1”状態,“t”状態(tはs
より大きい自然数)のいずれかのしきい値レベルになる
場合にも本実施形態は適用され得る。この時のメモリセ
ルのしきい値分布を図62に示す。さらに、“1”状態
は第1のしきい値レベルを有し、“2”状態は第2のし
きい値レベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベ
ルを有し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、n
は3以上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するよ
うなn値を記憶するメモリセルについて、第1の書き込
み動作に際しメモリセルが、第1の論理レベルが入力す
ると“1”状態になり、第2の論理レベルが入力すると
“2”状態になり、第k−1(kは2以上の自然数)の
書き込み動作の結果“A”状態であるメモリセルが第k
の書き込み動作に際し、第2k−1の論理レベルが入力
すると“A”状態になり、第2kの論理レベルが入力す
ると“A+2k-1 ”状態になる場合に本実施形態を適用
してもよい。The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level,
The “3” state has a third threshold level, and the “i” state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) is n such that it has an i-th threshold level. Regarding the memory cell that stores the value, the threshold level of the memory cell is any one of “1” state, “2” state,..., “R−1” state, and “r” state (r is a natural number of 2 or more). , The j-th (j is a natural number of 2 or more) write is performed based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell, and the memory cell is in the “1” state. , "S-1" state, "s" state (s
Is a natural number greater than r), and the memory cell is in the “1” state, the “2” state,.
If the threshold level is one of the "-1" state and the "s" state, the j + 1-th state is determined based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell.
Is written, and the memory cell is in a "1" state.
, "T-1" state, "t" state (t is s
The present embodiment can be applied to any threshold level of (a larger natural number). FIG. 62 shows the threshold voltage distribution of the memory cells at this time. Further, the "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, the "3" state has a third threshold level, “I” state (where i is a natural number less than or equal to n and n
Is a natural number greater than or equal to 3) for a memory cell storing an n value having an i-th threshold level, the memory cell enters a “1” state when a first logic level is input during a first write operation. When the second logic level is input, the memory cell enters the “2” state, and the memory cell that is in the “A” state as a result of the k−1 (k is a natural number of 2 or more) write operation becomes the k-th state.
In this write operation, the present embodiment may be applied to the case where the state becomes "A" when the 2k-1 logical level is inputted, and the state becomes "A + 2 k-1 " when the 2k logical level is inputted. .
【0206】[第7の実施形態]4値NANDフラッシ
ュメモリを例にとり、図面を参照して本実施形態を説明
する。本実施形態の多値記憶式EEPROMの構成は、
第2の実施形態と同様図7であり、データ回路は図18
である。本実施形態では、メモリセルの4つの書き込み
状態としきい値の関係が第2の実施形態と異なる。図6
3に、本実施形態におけるメモリセルMのしきい値電圧
と4つの書き込み状態(4レベルデータ“1”,
“2”,“3”,“4”)の関係を示す。データ“1”
の状態は消去後の状態と同じで、例えば負のしきい値を
持つ。“2”状態は、例えば0.5Vから0.8Vの間
のしきい値を持つ。“3”状態は、例えば1.4Vから
2.2Vの間のしきい値を持つ。“4”状態は、例えば
2.8Vから3.6Vの間のしきい値を持つ。[Seventh Embodiment] The present embodiment will be described with reference to the drawings, taking a 4-level NAND flash memory as an example. The configuration of the multi-value storage type EEPROM of the present embodiment is as follows.
FIG. 7 is similar to the second embodiment, and the data circuit is the same as in FIG.
It is. In the present embodiment, the relationship between the four write states of the memory cells and the threshold is different from that of the second embodiment. FIG.
3 shows the threshold voltage of the memory cell M and four write states (four-level data “1”,
"2", "3", "4"). Data "1"
Is the same as the state after erasing, for example, has a negative threshold value. The "2" state has a threshold value between 0.5V and 0.8V, for example. The “3” state has a threshold value between, for example, 1.4V and 2.2V. The "4" state has a threshold between 2.8V and 3.6V, for example.
【0207】本実施形態では、メモリセルMの制御ゲー
トCGに例えば読み出し電圧1.1Vを印加して、メモ
リセルが“ON”か“OFF”かでメモリセルのデータ
が「“1”,“2”のいずれかか“3”,“4”のいず
れか」を検出できる。続けて、例えば読み出し電圧2.
5V,0Vを印加することでメモリセルのデータが完全
に検出される。一方ベリファイ電圧VCG2V ,VCG3V ,VC
G4V は、例えばそれぞれ0.5V,1.4V,2.8V
とされる。In this embodiment, for example, a read voltage of 1.1 V is applied to the control gate CG of the memory cell M, and the data of the memory cell is changed to “1” or “1” depending on whether the memory cell is “ON” or “OFF”. 2 ”or“ 3 ”or“ 4 ”. Subsequently, for example, the read voltage 2.
By applying 5V and 0V, data in the memory cell is completely detected. On the other hand, verify voltages VCG2V, VCG3V, VC
G4V is, for example, 0.5 V, 1.4 V, and 2.8 V, respectively.
It is said.
【0208】以下、より詳細に動作を説明する。本実施
形態は4値記憶を例に構成されている。nチャネルMO
SトランジスタQn21 ,Qn22 ,Qn23 とpチャネルM
OSトランジスタQp9,Qp10 ,Qp11 で構成されるフ
リップ・フロップFF1とnチャネルMOSトランジス
タQn29 ,Qn30 ,Qn31 とpチャネルMOSトランジ
スタQp16 ,Qp17 ,Qp18 で構成されるFF2に、書
き込み/読み出しデータをラッチする。また、これらは
センスアンプとしても動作する。フリップ・フロップF
F1,FF2は、「“1”書き込みをするか、“2”書
き込みをするか、“3”書き込みをするか、“4”書き
込みをするか」を書き込みデータ情報としてラッチし、
メモリセルが「“1”の情報を保持しているか、“2”
の情報を保持しているか、“3”の情報を保持している
か、“4”の情報を保持しているか」を読み出しデータ
情報としてセンスしラッチする。データ入出力線IO
A,IOBとフリップ・フロップFF1は、nチャネル
MOSトランジスタQn28 ,Qn27 を介して接続され
る。データ入出力線IOA,IOBとフリップ・フロッ
プFF2は、nチャネルMOSトランジスタQn35 ,Q
n36 を介して接続される。データ入出力線IOA,IO
Bは、図7中のデータ入出力バッファ4にも接続され
る。フリップ・フロップFF1に保持された読み出しデ
ータはCENB1が活性化されることにより、IOA及
びIOBに出力される。フリップ・フロップFF2に保
持された読み出しデータはCENB2が活性化されるこ
とにより、IOA及びIOBに出力される。Hereinafter, the operation will be described in more detail. In the present embodiment, a quaternary storage is used as an example. n-channel MO
S transistors Qn21, Qn22, Qn23 and p-channel M
The write / read data is latched in a flip-flop FF1 composed of OS transistors Qp9, Qp10 and Qp11 and an FF2 composed of n-channel MOS transistors Qn29, Qn30 and Qn31 and p-channel MOS transistors Qp16, Qp17 and Qp18. These also operate as sense amplifiers. Flip flop F
F1 and FF2 latch “write“ 1 ”, write“ 2 ”, write“ 3 ”, or write“ 4 ”as write data information,
Whether the memory cell holds the information “1” or “2”
, Or "3" or "4" is sensed and latched as read data information. Data input / output line IO
A, IOB and flip-flop FF1 are connected via n-channel MOS transistors Qn28, Qn27. Data input / output lines IOA and IOB and flip-flop FF2 are connected to n-channel MOS transistors Qn35 and Qn35, respectively.
Connected via n36. Data input / output lines IOA, IO
B is also connected to the data input / output buffer 4 in FIG. The read data held in the flip-flop FF1 is output to IOA and IOB by activating CENB1. The read data held in the flip-flop FF2 is output to IOA and IOB by activating CENB2.
【0209】nチャネルMOSトランジスタQn26 ,Q
n34 は、それぞれフリップ・フロップFF1,FF2を
信号ECH1,ECH2が“H”となってイコライズす
る。nチャネルMOSトランジスタQn24 ,Qn32 は、
フリップ・フロップFF1,FF2とMOSキャパシタ
Qd1の接続を制御する。nチャネルMOSトランジスタ
Qn25 ,Qn33 は、フリップ・フロップFF1,FF2
とMOSキャパシタQd2の接続を制御する。pチャネル
MOSトランジスタQp12C,Qp13Cで構成される回路
は、活性化信号VRFYBACによって、フリップ・フ
ロップFF1のデータに応じて、MOSキャパシタQd1
のゲート電圧を変更する。pチャネルMOSトランジス
タQp14C,Qp15Cで構成される回路は、活性化信号VR
FYBBCによって、フリップ・フロップFF1のデー
タに応じて、MOSキャパシタQd2のゲート電圧を変更
する。nチャネルMOSトランジスタQn1C ,Qn2C で
構成される回路は、活性化信号VRFYBA1Cによっ
て、フリップ・フロップFF2のデータに応じて、MO
SキャパシタQd1のゲート電圧を変更する。nチャネル
MOSトランジスタQn3C ,Qn4C で構成される回路
は、活性化信号VRFYBB1Cによって、フリップ・
フロップFF2のデータに応じて、MOSキャパシタQ
d2のゲート電圧を変更する。N-channel MOS transistors Qn26, Qn
n34 equalizes the flip-flops FF1 and FF2 when the signals ECH1 and ECH2 become "H". The n-channel MOS transistors Qn24 and Qn32 are
The connection between the flip-flops FF1 and FF2 and the MOS capacitor Qd1 is controlled. The n-channel MOS transistors Qn25 and Qn33 are connected to flip-flops FF1 and FF2.
And the connection of the MOS capacitor Qd2. The circuit composed of the p-channel MOS transistors Qp12C and Qp13C responds to the activation signal VRFYBAC in accordance with the data of the flip-flop FF1 and the MOS capacitor Qd1.
Change the gate voltage of The circuit composed of p-channel MOS transistors Qp14C and Qp15C has an activation signal VR
By FYBBC, the gate voltage of the MOS capacitor Qd2 is changed according to the data of the flip-flop FF1. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn1C and Qn2C responds to the activation signal VRFYBA1C in response to the data of the flip-flop FF2.
The gate voltage of the S capacitor Qd1 is changed. The circuit composed of n-channel MOS transistors Qn3C and Qn4C is flip-flopped by an activation signal VRFYBB1C.
According to the data of the flop FF2, the MOS capacitor Q
Change the gate voltage of d2.
【0210】MOSキャパシタQd1,Qd2は、ディプリ
ーション型nチャネルMOSトランジスタで構成され、
ビット線容量より充分小さくされる。nチャネルMOS
トランジスタQn37 は、信号PREAによってMOSキ
ャパシタQd1を電圧VAに充電する。nチャネルMOS
トランジスタQn38 は、信号PREBによってMOSキ
ャパシタQd2を電圧VBに充電する。nチャネルMOS
トランジスタQn39 ,Qn40 は、信号BLCA,BLC
Bによって、データ回路3とビット線BLa,BLbの
接続をそれぞれ制御する。nチャネルMOSトランジス
タQn37 ,Qn38 で構成される回路はビット線電圧制御
回路を兼ねる。次に、このように構成されたEEPRO
Mの動作を、タイミング図に従って説明する。以下では
制御ゲートCG2Aが選択されている場合を示す。The MOS capacitors Qd1 and Qd2 are constituted by depletion type n-channel MOS transistors.
This is made sufficiently smaller than the bit line capacity. n-channel MOS
The transistor Qn37 charges the MOS capacitor Qd1 to the voltage VA by the signal PREA. n-channel MOS
Transistor Qn38 charges MOS capacitor Qd2 to voltage VB in response to signal PREB. n-channel MOS
The transistors Qn39 and Qn40 output signals BLCA and BLC
B controls the connection between the data circuit 3 and the bit lines BLa and BLb, respectively. The circuit composed of the n-channel MOS transistors Qn37 and Qn38 also functions as a bit line voltage control circuit. Next, the EEPRO thus configured
The operation of M will be described with reference to a timing chart. Hereinafter, a case where the control gate CG2A is selected will be described.
【0211】<上位ページの書き込み> (1) 上位ページのプログラム 書き込み動作前に、入力されたデータは、データ入出力
バッファ4を経て、データ回路3に入力される。1ペー
ジの大きさが256ビットであり、データ回路は256
個あるとすると、入力した上位ページの256ビットの
書き込みデータは、カラム活性化信号CENB1が
“H”で、IOA,IOBを介してフリップ・フロップ
FF1に入力する。書き込みデータとFF1のノードN
3C,N4Cの関係が図19である。入力データがHi
ghの場合には“1”状態を保ち、入力データがLow
の場合には“2”状態に書き込まれる。書き込み動作は
図20に示されている。時刻t1sにVRFYBACが0
Vになり、データ“1”が保持されているデータ回路か
らはビット線書き込み制御電圧Vccがビット線に出力さ
れる。その後、時刻t2sにRV1AがVccになることによ
り、データ“2”が保持されているデータ回路からは0
Vがビット線に出力される。その結果、“1”書き込み
するビット線はVcc、“2”書き込みするビット線は0
Vになる。時刻t1sに制御ゲート・選択ゲート駆動回路
2によって、選択されたブロックの選択ゲートSG1
A、制御ゲートCG1A〜CG4AがVccになる。選択
ゲートSG2Aは0Vである。次に、時刻t3sに、選択
された制御ゲートCG2Aが高電圧Vpp(例えば初期値
15V)、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,CG
4AがVM (例えば10V)となる。データ“2”が保
持されているデータ回路に対応するメモリセルでは、0
Vのチャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によっ
て、浮遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。
データ“1”が保持されているデータ回路に対応するメ
モリセルでは、選択ゲートSG1Aが“OFF”になる
のでメモリセルのチャネルはフローティングになる。<Writing of Upper Page> (1) Program of Upper Page The input data is input to the data circuit 3 via the data input / output buffer 4 before the write operation. The size of one page is 256 bits, and the data circuit is 256 bits.
If there are the write data, the input 256-bit write data of the upper page is input to the flip-flop FF1 via IOA and IOB when the column activation signal CENB1 is "H". Write data and node N of FF1
FIG. 19 shows the relationship between 3C and N4C. Input data is Hi
gh, the state is kept “1” and the input data is Low.
In the case of, it is written to the "2" state. The write operation is shown in FIG. VRFYBAC becomes 0 at time t1s
V, and the bit line write control voltage Vcc is output to the bit line from the data circuit holding the data “1”. Thereafter, when RV1A becomes Vcc at time t2s, the data circuit holding the data “2” outputs 0 from the data circuit.
V is output to the bit line. As a result, the bit line for writing “1” is Vcc, and the bit line for writing “2” is 0
V. At time t1s, the control gate / selection gate drive circuit 2 selects the selection gate SG1 of the selected block.
A, the control gates CG1A to CG4A become Vcc. The selection gate SG2A is at 0V. Next, at time t3s, the selected control gate CG2A is set to the high voltage Vpp (for example, an initial value of 15V) and the non-selected control gates CG1A, CG3A, CG
4A becomes VM (for example, 10V). In the memory cell corresponding to the data circuit holding data “2”, 0
Due to the difference between the channel potential of V and the potential of Vpp of the control gate, electrons are injected into the floating gate to raise the threshold.
In the memory cell corresponding to the data circuit holding the data “1”, the channel of the memory cell becomes floating because the selection gate SG1A is turned “OFF”.
【0212】その結果、メモリセルのチャネルは制御ゲ
ートとの間の容量結合により、8V程度になる。データ
“1”を書き込むメモリセルではチャネルが8V、制御
ゲートが20Vなので、メモリセルへの電子の注入は行
なわれず、消去状態(“1”)を保つ。書き込み動作
中、信号SAN1,SAN2,PREB,BLCBは
“H”、信号SAP1,SAP2,VRFYBA1C,
RV1B,RV2B,ECH1,ECH2は“L”、電
圧VBは0Vである。As a result, the channel of the memory cell becomes about 8 V due to capacitive coupling with the control gate. In the memory cell into which data "1" is to be written, the channel is 8 V and the control gate is 20 V, so that electrons are not injected into the memory cell and the erase state ("1") is maintained. During the write operation, the signals SAN1, SAN2, PREB, BLCB are "H", and the signals SAP1, SAP2, VRFYBA1C,
RV1B, RV2B, ECH1, and ECH2 are at "L" level, and voltage VB is at 0V.
【0213】(2) 上位ページのベリファイリード 書き込み動作後、書き込みが充分に行なわれたかを検出
する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい値に
達していれば、データ回路のデータを“1”に変更す
る。もし、所望のしきい値に達していなければ、データ
回路のデータを保持して再度書き込み動作を行なう。書
き込み動作と書き込みベリファイは全ての“2”書き込
みするメモリセルが所望のしきい値に達するまで繰り返
される。このとき、ここでの書き込み動作と書き込みベ
リファイの繰り返しに応じて、制御ゲートCG2Aへの
印加電圧Vppを段階的に増加させる。具体的には、例え
ば図58(a)に示されるようにステップアップ幅を
0.3Vとし、Vppの値を初期値15Vから0.3V刻
みに大きくしていく。図18及び図21を用いて、この
書き込みベリファイ動作を説明する。まず、時刻t1yc
に、電圧VA,VBがそれぞれ1.8V,1.5Vとな
って、ビット線BLa,BLbはそれぞれ1.8V,
1.5Vになる。信号BLCA,BLCBが“L”とな
って、ビット線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット
線BLbとMOSキャパシタQd2は切り離され、ビット
線BLa,BLbはフローティングとなる。信号PRE
A,PREBが“L”となって、MOSキャパシタQd
1,Qd2のゲート電極であるノードN1,N2はフロー
ティング状態になる。続いて、時刻t2yc に、制御ゲー
ト・選択ゲート駆動回路2によって選択されたブロック
の選択された制御ゲートCG2Aは0.5V、非選択制
御ゲートCG1A,CG3A,CG4Aと選択ゲートS
G1A,SG2AはVccにされる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が0.5V以下なら、ビット線電圧は1.
5Vより低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が
0.5V以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとな
る。時刻t3yc に、信号BLCA,BLCBが“H”と
され、ビット線の電位がN1,N2に転送される。その
後、信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離される。(2) Verify read of upper page After the write operation, it is detected whether or not the write has been performed sufficiently (write verify). If the desired threshold value has been reached, the data of the data circuit is changed to "1". If the threshold value has not been reached, the data of the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and the write verify are repeated until all the memory cells to which "2" is written reach a desired threshold. At this time, the voltage Vpp applied to the control gate CG2A is increased stepwise according to the repetition of the write operation and the write verify here. Specifically, for example, as shown in FIG. 58A, the step-up width is set to 0.3 V, and the value of Vpp is increased from the initial value of 15 V in steps of 0.3 V. The write verify operation will be described with reference to FIGS. First, at time t1yc
The voltages VA and VB are 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and BLb are 1.8 V and
1.5V. The signals BLCA and BLCB become "L", the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected, and the bit lines BLa and BLb become floating. Signal PRE
A and PREB become "L", and the MOS capacitor Qd
1. Nodes N1 and N2, which are gate electrodes of Qd2, are in a floating state. Subsequently, at time t2yc, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is 0.5V, the non-selected control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate S
G1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or less, the bit line voltage becomes 1.V.
It becomes lower than 5V. If the threshold value of the selected memory cell is 0.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. At time t3yc, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the bit line potential is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become “L”, and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
OS capacitor Qd2 is disconnected.
【0214】この後、時刻t4yc にVRFYBACが
“L”となると、“1”書き込みデータが保持されてい
るデータ回路では、pチャネルMOSトランジスタQp1
2Cが“ON”であり、ノードN1はVccとなる。その結
果、ノードN1は“1”書き込みの場合にはVccにな
る。“2”書き込みの場合には、pチャネルMOSトラ
ンジスタQp12Cが“OFF”する。つまり、“2”書き
込みが充分に行なわれた場合には、N1はVccになり、
“2”書き込みが不充分の場合には、N1は0Vにな
る。その後、信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”、
“L”となることで、時刻t5yc にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“2”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“2”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“2”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“1”に変更される。メ
モリセルのデータが“2”でなければ、フリップ・フロ
ップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッチするこ
とで書き込みデータは“2”に保持される。“1”書き
込みデータを保持しているデータ回路の書き込みデータ
は変更されない。Thereafter, when VRFYBAC becomes "L" at time t4yc, in the data circuit holding the "1" write data, the p-channel MOS transistor Qp1
2C is "ON", and the node N1 becomes Vcc. As a result, the node N1 becomes Vcc when "1" is written. In the case of writing "2", the p-channel MOS transistor Qp12C is turned "OFF". That is, when "2" write is sufficiently performed, N1 becomes Vcc,
If "2" write is insufficient, N1 becomes 0V. Thereafter, the signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H", respectively.
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t5yc. As a result, only the data circuit holding the “2” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “2” write state. If the data of the memory cell is "2", the write data is changed to "1" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. If the data of the memory cell is not “2”, the write data is held at “2” by sensing and latching the voltage of the node N1 with the flip-flop FF1. The write data of the data circuit holding the “1” write data is not changed.
【0215】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達していれば、データ回路のノードN4Cが
“L”になる。これを検出することにより、全ての選択
されたメモリセルが所望のしきい値に達したか否かが分
る。書き込み終了の検出は、例えば図18のように書き
込み終了一括検知トランジスタQn5C を用いればよい。
ベリファイリード後、まずVRTCを例えばVccにプリ
チャージする。書き込みが不充分なメモリセルが1つで
もあると、そのデータ回路のノードN4Cは“H”なの
でnチャネルMOSトランジスタQn5C は“ON”し、
VRTCはプリチャージ電位から低下する。全てのメモ
リセルが充分に書き込まれると、データ回路3-0,3-
1,…,3-m-1,3-mのノードN4Cが全て“L”にな
る。その結果、全てのデータ回路内のnチャネルMOS
トランジスタQn5C が“OFF”になるのでVRTCは
プリチャージ電位を保ち、書き込み終了が検知される。
ここで、こうして書き込まれた“2”書き込みデータの
しきい値分布は、制御ゲートCG2Aへの印加電圧Vpp
のステップアップ幅を0.3Vとしたことに基づき、
0.5V〜0.8Vの範囲内に収められる。If all the selected memory cells have reached the desired threshold, the node N4C of the data circuit goes to "L". By detecting this, it is known whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold. For example, the write end detection transistor Qn5C may be used to detect the write end as shown in FIG.
After the verify read, VRTC is first precharged to, for example, Vcc. If there is at least one insufficiently written memory cell, the n-channel MOS transistor Qn5C turns "ON" because the node N4C of the data circuit is "H",
VRTC falls from the precharge potential. When all the memory cells are sufficiently written, the data circuits 3-0, 3-
All the nodes N4C of 1,..., 3-m-1, 3-m become “L”. As a result, n-channel MOS in all data circuits
Since the transistor Qn5C is turned "OFF", VRTC maintains the precharge potential, and the end of writing is detected.
Here, the threshold distribution of the “2” write data written in this manner is based on the voltage Vpp applied to the control gate CG2A.
Based on the step-up width of 0.3V,
It is kept in the range of 0.5V to 0.8V.
【0216】<下位ページの書き込み> (1) 上位データの読み出し及びデータロード 下位ページを書き込むに先だって、メモリセルには上位
ページのデータが書き込まれ、図22(a)のように、
“1”状態又は“2”状態になっている。下位ページの
データを外部からIOA,IOBを通じてフリップ・フ
ロップFF1に入力すると同時に、メモリセルに蓄えら
れた上位ページのデータを読み出してフリップ・フロッ
プFF2に保持する。図22、図23を用いてメモリセ
ルに書き込まれた上位ページのデータの読み出しを説明
する。<Writing of lower page> (1) Reading of upper data and data loading Prior to writing of the lower page, data of the upper page is written in the memory cell, and as shown in FIG.
It is in the “1” state or the “2” state. The lower page data is externally input to the flip-flop FF1 via IOA and IOB, and at the same time, the upper page data stored in the memory cell is read and held in the flip-flop FF2. Reading of the data of the upper page written in the memory cell will be described with reference to FIGS.
【0217】まず時刻t1yd に、電圧VA,VBがそれ
ぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,B
Lbはそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLC
A、BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMO
SキャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタ
Qd2は切り離され、ビット線BLa,BLbはフローテ
ィングとなる。信号PREA,PREBが“L”となっ
て、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート電極であるノ
ードN1,N2はフローティング状態になる。First, at time t1yd, the voltages VA and VB become 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and B
Lb becomes 1.8V and 1.5V, respectively. Signal BLC
A and BLCB become “L”, and the bit lines BLa and MO
The S capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are cut off, and the bit lines BLa and BLb float. The signals PREA and PREB become "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state.
【0218】続いて時刻t2yd に、制御ゲート・選択ゲ
ート駆動回路2によって選択されたブロックの選択され
た制御ゲートCG2Aは0V、非選択制御ゲートCG1
A,CG3A,CG4Aと選択ゲートSG1A,SG2
AはVccにされる。選択されたメモリセルのしきい値が
0V以下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。
選択されたメモリセルのしきい値が0V以上なら、ビッ
ト線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t3yd に、信号
BLCA,BLCBが“H”とされ、ビット線の電位が
N1,N2に転送される。その後、信号BLCA,BL
CBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパ
シタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切
り離される。その後、信号SAN2,SAP2がそれぞ
れ“L”、“H”となってフリップ・フロップFF2が
非活性化され、信号ECH2が“H”となってイコライ
ズされる。この後、信号RV2A,RV2Bが“H”と
なる。再度、信号SAN2,SAP2がそれぞれ
“H”、“L”となることで、時刻t4yd にノードN1
の電圧がセンスされラッチされる。この時のフリップ・
フロップFF2のノードN5C,N6Cは図22(b)
になる。ここでは第3の実施形態と同様、読み出された
上位データのデータ反転動作は行なわず、時刻t4yd に
センスした時点でフリップ・フロップFF1への読み出
しデータの保持は終了する。外部からフリップ・フロッ
プFF1に入力した下位ページの書き込みデータは図2
4の通りである。下位ページの入力データが“H”なら
ば書き込みは行なわれず、メモリセルは“1”又は
“2”状態を保つ。一方、下位ページの入力データが
“L”ならば書き込みが行なわれ、“1”状態のメモリ
セルは“3”状態に、“2”状態のメモリセルは“4”
状態に書き込まれる。Subsequently, at time t2yd, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is set to 0V and the non-selected control gate CG1 is set.
A, CG3A, CG4A and select gates SG1A, SG2
A is set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 0V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V.
If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. At time t3yd, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the bit line potential is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA, BL
CB becomes "L", and the bit line BLa is separated from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is separated from the MOS capacitor Qd2. Thereafter, the signals SAN2 and SAP2 become "L" and "H", respectively, so that the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signals RV2A and RV2B become "H". Again, when the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, the node N1 at time t4yd
Are sensed and latched. The flip at this time
The nodes N5C and N6C of the flop FF2 are shown in FIG.
become. Here, as in the third embodiment, the data inversion operation of the read upper data is not performed, and the holding of the read data in the flip-flop FF1 ends at the time of sensing at time t4yd. The write data of the lower page input to the flip-flop FF1 from the outside is shown in FIG.
4 If the input data of the lower page is "H", writing is not performed, and the memory cell maintains the "1" or "2" state. On the other hand, if the input data of the lower page is "L", writing is performed, and the memory cell in the "1" state is set to the "3" state and the memory cell in the "2" state is set to "4".
Written to state.
【0219】以上をまとめると、下位ページ書き込み時
のフリップ・フロップのノードN3C,N4C,N5
C,N6Cのデータは図35のようになる。To summarize the above, the flip-flop nodes N3C, N4C, N5 at the time of writing the lower page
The data of C and N6C are as shown in FIG.
【0220】(2)下位ページのプログラム 書き込み動作は図36とほぼ同様である。ただし図36
と異なるのは、時刻t1pq に電圧VAがビット線書き込
み制御電圧1.4Vとなってビット線BLaが1.4V
とされる点である。以下、図36を用いて説明する。n
チャネルMOSトランジスタQn39 のしきい値分の電圧
降下分が問題になるときは、信号BLCAを昇圧すれば
よい。続いて、信号PREAが“L”となってビット線
がフローティングにされる。次に、時刻t2pq に信号V
RFYBA1CがVccとされる。これによって、データ
“1”又は“3”が保持されている場合には、nチャネ
ルMOSトランジスタQn2C が“ON”するので、ビッ
ト線制御電圧0Vがビット線に印加される。図36のよ
うにVRFYBA1CをVcc以上にしてもよい。その
後、時刻t3pq にVRFYBACが0Vになり、データ
“1”又はデータ“2”が保持されているデータ回路か
らはビット線書き込み制御電圧Vccがビット線に出力さ
れる。その結果、“1”書き込み又は“2”書き込みす
るビット線はVcc、“3”書き込みするビット線は1.
4V、“4”書き込みするビット線は0Vになる。(2) Lower page program writing operation is almost the same as that of FIG. However, FIG.
The difference is that at time t1pq, the voltage VA becomes the bit line write control voltage 1.4V and the bit line BLa becomes 1.4V.
It is a point that is. This will be described below with reference to FIG. n
If the voltage drop by the threshold value of the channel MOS transistor Qn39 becomes a problem, the signal BLCA may be boosted. Subsequently, the signal PREA changes to "L" to float the bit line. Next, at time t2pq, the signal V
RFYBA1C is set to Vcc. As a result, when data "1" or "3" is held, the n-channel MOS transistor Qn2C is turned "ON", so that the bit line control voltage 0V is applied to the bit line. VRFYBA1C may be set to Vcc or more as shown in FIG. Thereafter, at time t3pq, VRFYBAC becomes 0 V, and the bit line write control voltage Vcc is output to the bit line from the data circuit holding data "1" or data "2". As a result, the bit line for writing “1” or “2” is Vcc, and the bit line for writing “3” is 1.
The bit line for writing 4V and "4" becomes 0V.
【0221】時刻t1pq に制御ゲート・選択ゲート駆動
回路2によって、選択されたブロックの選択ゲートSG
1A、制御ゲートCG1A〜CG4AがVccとなる。選
択ゲートSG2Aは0Vである。時刻t4pq に選択され
た制御ゲートCG2Aが高電圧Vpp(例えば初期値1
7.3V)、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,C
G4AがVM (例えば10V)となる。データ“4”が
保持されているデータ回路に対応するメモリセルでは、
0Vのチャネル電位と制御ゲートのVppの電位差によっ
て、浮遊ゲートに電子が注入されしきい値が上昇する。
データ“3”が保持されているデータ回路に対応するメ
モリセルでは、1.4Vのチャネル電位と制御ゲートの
Vppの電位差によって、浮遊ゲートに電子が注入されし
きい値が上昇する。“3”書き込みの場合のチャネル電
位を1.4Vにしているのは、電子の注入量を“4”デ
ータ書き込みの場合よりも、少なくするためである。デ
ータ“1”又は“2”が保持されているデータ回路に対
応するメモリセルでは、チャネル電位と制御ゲートのV
ppの電位差が小さいため、実効的には浮遊ゲートに電子
は注入されない。よって、メモリセルのしきい値は変動
しない。書き込み動作中、信号SAN1,SAN2,P
REB,BLCBは“H”、信号SAP1,SAP2,
VRFYBA1C,RV1A,RV1B,RV2B,E
CH1,ECH2は“L”、電圧VBは0Vである。At time t1pq, the control gate / selection gate drive circuit 2 selects the selection gate SG of the selected block.
1A, the control gates CG1A to CG4A become Vcc. The selection gate SG2A is at 0V. At time t4pq, the selected control gate CG2A is driven to high voltage Vpp (for example, initial value 1).
7.3V), non-select control gates CG1A, CG3A, C
G4A becomes VM (for example, 10 V). In a memory cell corresponding to a data circuit holding data “4”,
Due to the potential difference between the channel potential of 0 V and the potential Vpp of the control gate, electrons are injected into the floating gate, and the threshold increases.
In the memory cell corresponding to the data circuit holding data "3", electrons are injected into the floating gate due to the potential difference between the channel potential of 1.4 V and Vpp of the control gate, and the threshold value rises. The reason why the channel potential in the case of "3" write is set to 1.4 V is to make the injection amount of electrons smaller than in the case of "4" data write. In a memory cell corresponding to a data circuit in which data “1” or “2” is held, the channel potential and V
Since the potential difference of pp is small, electrons are not effectively injected into the floating gate. Therefore, the threshold value of the memory cell does not change. During a write operation, signals SAN1, SAN2, P
REB and BLCB are “H”, and signals SAP1, SAP2,
VRFYBA1C, RV1A, RV1B, RV2B, E
CH1 and ECH2 are "L", and voltage VB is 0V.
【0222】(3) 下位ページのベリファイリード 書き込み動作後、書き込みが充分に行なわれたかを検出
する(書き込みベリファイ)。もし、所望のしきい値に
達していれば、フリップ・フロップFF1のノードN3
Cを“H”に変更する。そして、所望のしきい値に達し
ていなければ、データ回路のデータを保持して再度書き
込み動作を行なう。書き込み動作と書き込みベリファイ
は、全ての“3”書き込みするメモリセル及び“4”書
き込みするメモリセルが所望のしきい値に達するまで繰
り返される。このとき、ここでの書き込み動作と書き込
みベリファイの繰り返しに応じて、制御ゲートCG2A
への印加電圧Vppを段階的に増加させる。具体的には、
例えば図58(b)に示されるようにステップアップ幅
を0.8Vとし、Vppの値を初期値17.3Vから0.
8V刻みに大きくしていく。図18及び図64を用い
て、この書き込みベリファイ動作を説明する。まず、
“3”書き込みするメモリセルが所定のしきい値に達し
ているかを検出する。まず時刻t1ys に、電圧VA,V
Bがそれぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビット線B
La,BLbはそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信
号BLCA、BLCBが“L”となって、ビット線BL
aとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキ
ャパシタQd2は切り離され、ビット線BLa,BLbは
フローティングとなる。信号PREA,PREBが
“L”となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート
電極であるノードN1,N2はフローティング状態にな
る。続いて制御ゲート・選択ゲート駆動回路2によって
選択されたブロックの選択された制御ゲートCG2Aは
1.4V、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,CG
4Aと選択ゲートSG1A,SG2AはVccにされる。
選択されたメモリセルのしきい値が1.4V以下なら、
ビット線電圧は1.4Vより低くなる。選択されたメモ
リセルのしきい値が1.4V以上なら、ビット線電圧は
1.8Vのままとなる。(3) Verify read of lower page After the write operation, it is detected whether or not the write has been sufficiently performed (write verify). If the desired threshold value has been reached, the node N3 of the flip-flop FF1
Change C to "H". If the threshold has not been reached, the data in the data circuit is held and the write operation is performed again. The write operation and the write verify are repeated until all the memory cells to which "3" is to be written and the memory cells to which "4" are to be written have reached desired threshold values. At this time, according to the repetition of the write operation and the write verify here, the control gate CG2A
The applied voltage Vpp is gradually increased. In particular,
For example, as shown in FIG. 58B, the step-up width is set to 0.8 V, and the value of Vpp is changed from the initial value 17.3 V to 0.3 V.
Increase in 8V increments. The write verify operation will be described with reference to FIGS. First,
It is detected whether the memory cell to which "3" is to be written has reached a predetermined threshold value. First, at time t1ys, the voltages VA, V
B become 1.8 V and 1.5 V, respectively.
La and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. The signals BLCA and BLCB become “L”, and the bit line BL
a and the MOS capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected, and the bit lines BLa and BLb become floating. The signals PREA and PREB become "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is 1.4V, and the unselected control gates CG1A, CG3A, CG
4A and select gates SG1A and SG2A are set to Vcc.
If the threshold value of the selected memory cell is 1.4 V or less,
The bit line voltage will be lower than 1.4V. If the threshold value of the selected memory cell is 1.4 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V.
【0223】時刻t2ys に、信号BLCA,BLCBが
“H”とされ、ビット線の電位がN1,N2に転送され
る。その後、信号BLCA,BLCBが“L”となっ
て、ビット線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線
BLbとMOSキャパシタQd2は切り離される。この後
時刻t3ys にVRFYBA1CがVccになり、“2”書
き込みの場合及び“4”書き込みの場合にはQn2Cが
“ON”し、ノードN1が0Vに放電される。時刻t4y
s に信号VRFYBACが“L”となると、“1”又は
“2”書き込みデータが保持されているデータ回路で
は、pチャネルMOSトランジスタQp12Cが“ON”で
あり、ノードN1はVccとなる。その結果、ノードN1
は“1”書き込み又は“2”書き込みの場合にはVcc,
“4”書き込みの場合には0Vになる。At time t2ys, signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potential of the bit line is transferred to N1 and N2. After that, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa is separated from the MOS capacitor Qd1, and the bit line BLb is separated from the MOS capacitor Qd2. Thereafter, at time t3ys, VRFYBA1C becomes Vcc, and in the case of "2" write and "4" write, Qn2C is turned "ON" and the node N1 is discharged to 0V. Time t4y
When the signal VRFYBAC becomes "L" at s, in the data circuit holding "1" or "2" write data, the p-channel MOS transistor Qp12C is "ON" and the node N1 becomes Vcc. As a result, the node N1
Is Vcc for "1" write or "2" write.
In the case of “4” writing, the voltage becomes 0V.
【0224】信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“L”,“H”となってフリップ・フロップFF1が非
活性化され、信号ECH1が“H”となってイコライズ
される。この後、信号RV1A,RV1Bが“H”とな
る。再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“H”,
“L”となることで、時刻t5ys にノードN1の電圧が
センスされラッチされる。これで、“3”書き込みデー
タを保持しているデータ回路のみ、対応するメモリセル
のデータが充分“3”書き込み状態となったか否かを検
出する。メモリセルのデータが“3”であれば、フリッ
プ・フロップFF1でノードN1の電圧をセンスしラッ
チすることで書き込みデータは“1”に変更される。メ
モリセルのデータが“3”でなければ、フリップ・フロ
ップFF1でノードN2の電圧をセンスしラッチするこ
とで書き込みデータは“3”に保持され以後、追加書き
込みが行なわれる。“1”又は“2”又は“4”書き込
みデータを保持しているデータ回路の書き込みデータは
変更されない。次に、選択された制御ゲートが2.8V
にされる。選択されたメモリセルのしきい値が2.8V
以下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択
されたメモリセルのしきい値が2.8V以上なら、ビッ
ト線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t6ys にPRE
A,PREBがVccになりノードN1,N2が1.8
V,1.5Vになった後、フローティングになる。この
後時刻t7ys に、信号BLCA,BLCBが“H”とさ
れ、ビット線の電位がN1,N2に転送される。その
後、信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1,ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離される。The signals SAN1 and SAP1 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized. Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1 and SAP1 are "H",
When it becomes "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched at time t5ys. As a result, only the data circuit holding the “3” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “3” write state. If the data of the memory cell is "3", the write data is changed to "1" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1. If the data of the memory cell is not "3", the flip-flop FF1 senses and latches the voltage of the node N2, and the write data is held at "3". Thereafter, additional writing is performed. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “4” write data is not changed. Next, the selected control gate is 2.8V
To be. The threshold value of the selected memory cell is 2.8V
Below, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2.8 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. PRE at time t6ys
A and PREB become Vcc, and nodes N1 and N2 become 1.8.
After V and 1.5V, it becomes floating. Thereafter, at time t7ys, the signals BLCA and BLCB are set to "H", and the potentials of the bit lines are transferred to N1 and N2. Thereafter, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
OS capacitor Qd2 is disconnected.
【0225】時刻t8ys に信号VRFYBACが“L”
となると、“1”又は“2”書き込みデータが保持され
ているデータ回路及び、“3”書き込みが充分に行なわ
れたために“1”書き込みデータが保持されているデー
タ回路では、pチャネルMOSトランジスタQp12Cが
“ON”であり、ノードN1はVccとなる。信号SAN
1,SAP1がそれぞれ“L”,“H”となってフリッ
プ・フロップFF1が非活性化され、信号ECH1が
“H”となってイコライズされる。この後、信号RV1
A,RV1Bが“H”となる。再度、信号SAN1,S
AP1がそれぞれ“H”,“L”となることで、時刻t
9ys にノードN1の電圧がセンスされラッチされる。こ
れで、“4”書き込みデータを保持しているデータ回路
のみ、対応するメモリセルのデータが充分“4”書き込
み状態となったか否かを検出する。メモリセルのデータ
が“4”であれば、フリップ・フロップFF1でノード
N1の電圧をセンスしラッチすることで書き込みデータ
は“2”に変更され、以後は書き込まれなくなる。メモ
リセルのデータが“4”でなければ、フリップ・フロッ
プFF1でノードN1の電圧をセンスしラッチすること
で書き込みデータは“4”に保持され以後、追加書き込
みが行なわれる。“1”又は“2”又は“3”書き込み
データを保持しているデータ回路の書き込みデータは変
更されない。At time t8ys, signal VRFYBAC goes low.
In the data circuit holding "1" or "2" write data and the data circuit holding "1" write data because "3" write is sufficiently performed, the p-channel MOS transistor Qp12C is "ON" and node N1 is at Vcc. Signal SAN
1 and SAP1 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signal RV1
A and RV1B become "H". Again, the signals SAN1, S
AP1 becomes “H” and “L”, respectively, so that at time t
The voltage of the node N1 is sensed and latched at 9ys. As a result, only the data circuit holding the “4” write data detects whether the data of the corresponding memory cell is sufficiently in the “4” write state. If the data of the memory cell is "4", the write data is changed to "2" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1, and the write operation is not performed thereafter. If the data of the memory cell is not "4", the write data is held at "4" by sensing and latching the voltage of the node N1 by the flip-flop FF1, and additional writing is performed thereafter. The write data of the data circuit holding the “1”, “2” or “3” write data is not changed.
【0226】全ての選択されたメモリセルが所望のしき
い値に達していれば、データ回路のノードN4Cが
“L”になる。これを検出することにより、全ての選択
されたメモリセルが所望のしきい値に達したか否かが分
る。書き込み終了の検出は、例えば図18のように書き
込み終了一括検知トランジスタQn5C を用いればよい。
ベリファイリード後、まずVRTCを例えばVccにプリ
チャージする。書き込みが不充分なメモリセルが1つで
もあると、そのデータ回路のノードN4Cは“H”なの
でnチャネルMOSトランジスタQn5C は“ON”し、
VRTCはプリチャージ電位から低下する。全てのメモ
リセルが充分に書き込まれると、データ回路3-0,3-
1,…,3-m-1,3-mのノードN4Cが全て“L”にな
る。その結果、全てのデータ回路内のnチャネルMOS
トランジスタQn5C が“OFF”になるのでVRTCは
プリチャージ電位を保ち、書き込み終了が検知される。If all the selected memory cells have reached the desired threshold value, the node N4C of the data circuit goes to "L". By detecting this, it is known whether or not all the selected memory cells have reached the desired threshold. For example, the write end detection transistor Qn5C may be used to detect the write end as shown in FIG.
After the verify read, VRTC is first precharged to, for example, Vcc. If there is at least one insufficiently written memory cell, the n-channel MOS transistor Qn5C turns "ON" because the node N4C of the data circuit is "H",
VRTC falls from the precharge potential. When all the memory cells are sufficiently written, the data circuits 3-0, 3-
All the nodes N4C of 1,..., 3-m-1, 3-m become “L”. As a result, n-channel MOS in all data circuits
Since the transistor Qn5C is turned "OFF", VRTC maintains the precharge potential, and the end of writing is detected.
【0227】<上位ページの読み出し動作>上位ページ
の読み出しは「“1”又は“3”か、或いは“2”又は
“4”か」が読み出される。図65、図66に従って、
読み出し動作を説明する。まず時刻t1RD に、電圧V
A,VBがそれぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビッ
ト線BLa,BLbはそれぞれ1.8V,1.5Vにな
る。信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット
線BLaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとM
OSキャパシタQd2は切り離され、ビット線BLa,B
Lbはフローティングとなる。信号PREA,PREB
が“L”となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲー
ト電極であるノードN1,N2はフローティング状態に
なる。続いて、制御ゲート・選択ゲート駆動回路2によ
って選択されたブロックの選択された制御ゲートCG2
Aは1.1V、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,
CG4Aと選択ゲートSG1A,SG2AはVccにされ
る。選択されたメモリセルのしきい値が1.1V以下な
ら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択された
メモリセルのしきい値が1V以上なら、ビット線電圧は
1.8Vのままとなる。この後、時刻t2RD に信号BL
CA,BLCBが“H”となりビット線のデータがMO
SキャパシタQd1,Qd2に転送される。その後、再度、
信号BLCA,BLCBが“L”となって、ビット線B
LaとMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとMOS
キャパシタQd2は切り離される。信号SAN2,SAP
2がそれぞれ“L”,“H”となってフリップ・フロッ
プFF2が非活性化され、信号ECH2が“H”となっ
てイコライズされる。この後、信号RV2A,RV2B
が“H”となる。時刻t3RD に再度、信号SAN2,S
AP2がそれぞれ“H”,“L”となることで、ノード
N1の電圧がセンスされラッチされる。これで、「メモ
リセルのデータが“1”又は“2”か、或いは“3”又
は“4”か」がフリップ・フロップFF2によってセン
スされ、その情報はラッチされる。この時のフリップ・
フロップFF2のノードN5C,N6Cは図32のよう
になる。<Read Operation of Upper Page> In read of the upper page, "1" or "3" or "2" or "4" is read. According to FIGS. 65 and 66,
The read operation will be described. First, at time t1RD, the voltage V
A and VB become 1.8V and 1.5V, respectively, and the bit lines BLa and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. The signals BLCA and BLCB become "L", the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1, and the bit lines BLb and M
The OS capacitor Qd2 is cut off and the bit lines BLa, B
Lb is floating. Signals PREA, PREB
Becomes "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2 of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2
A is 1.1V, non-selection control gates CG1A, CG3A,
CG4A and select gates SG1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 1.1V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 1 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. Thereafter, at time t2RD, the signal BL
CA and BLCB become “H” and the data on the bit line becomes MO.
The data is transferred to the S capacitors Qd1 and Qd2. Then again
The signals BLCA and BLCB become “L” and the bit line B
La and MOS capacitor Qd1, bit line BLb and MOS
The capacitor Qd2 is disconnected. Signals SAN2 and SAP
2 become "L" and "H" respectively, the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized. Thereafter, the signals RV2A, RV2B
Becomes “H”. At time t3RD, the signals SAN2 and S
When AP2 becomes "H" and "L", the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, "whether the data in the memory cell is" 1 "or" 2 "or" 3 "or" 4 "" is sensed by the flip-flop FF2, and the information is latched. The flip at this time
The nodes N5C and N6C of the flop FF2 are as shown in FIG.
【0228】次に、選択された制御ゲートが2.5Vに
される。選択されたメモリセルのしきい値が2.5V以
下なら、ビット線電圧は1.5Vより低くなる。選択さ
れたメモリセルのしきい値が2.5V以上なら、ビット
線電圧は1.8Vのままとなる。時刻t4RDに信号PR
EA,PREBが“H”となって、MOSキャパシタQ
d1,Qd2のゲート電極であるノードN1,N2はそれぞ
れ1.8V,1.5Vになる。信号PREA,PREB
が“L”となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲー
ト電極であるノードN1,N2はフローティング状態に
なる。この後、時刻t5RD に信号BLCA,BLCBが
“H”とされる。再度、信号BLCA,BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り離さ
れる。信号SAN1,SAP1がそれぞれ“L”,
“H”となってフリップ・フロップFF1が非活性化さ
れ、信号ECH1が“H”となってイコライズされる。
この後、信号RV1A,RV1Bが“H”となる。時刻
t6RD に再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“H”,“L”となることで、ノードN1の電圧がセン
スされラッチされる。これで、「メモリセルのデータが
“1”又は“2”又は“3”か、或いは“4”か」がフ
リップ・フロップFF1によってセンスされ、その情報
はラッチされる。この時のフリップフロップFF1,F
F2のノードN3C,N5Cの電位は図33のようにな
る。Next, the selected control gate is set to 2.5V. If the threshold of the selected memory cell is less than 2.5V, the bit line voltage will be less than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 2.5 V or more, the bit line voltage remains at 1.8 V. Signal PR at time t4RD
EA and PREB become “H”, and the MOS capacitor Q
Nodes N1 and N2, which are gate electrodes of d1 and Qd2, are at 1.8V and 1.5V, respectively. Signals PREA, PREB
Becomes "L", and the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Thereafter, at time t5RD, the signals BLCA and BLCB are set to "H". Again, the signals BLCA and BLCB become "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
d1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. The signals SAN1 and SAP1 are “L”, respectively.
The signal becomes "H", the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". At time t6RD, the signals SAN1 and SAP1 become "H" and "L" respectively, whereby the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, "whether the data of the memory cell is" 1 "," 2 "," 3 ", or" 4 "" is sensed by the flip-flop FF1, and the information is latched. The flip-flops FF1 and F at this time
The potentials of the nodes N3C and N5C of F2 are as shown in FIG.
【0229】引き続き、図66のように読み出しが行な
われる。まず時刻t7RD に、電圧VA,VBがそれぞれ
1.8V,1.5Vとなって、ビット線BLa,BLb
はそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信号BLCA,
BLCBが“L”となって、ビット線BLaとMOSキ
ャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2
は切り離され、ビット線BLa,BLbはフローティン
グとなる。信号PREA,PREBが“L”となって、
MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート電極であるノード
N1,N2はフローティング状態になる。続いて、制御
ゲート・選択ゲート駆動回路2によって選択されたブロ
ックの選択された制御ゲートCG2Aは0V、非選択制
御ゲートCG1A,CG3A,CG4Aと選択ゲートS
G1A,SG2AはVccにされる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が0V以下なら、ビット線電圧は1.5V
より低くなる。選択されたメモリセルのしきい値が0V
以上なら、ビット線電圧は1.8Vのままとなる。この
後、時刻t8RD に信号BLCA,BLCBが“H”とな
りビット線のデータがMOSキャパシタQd1,Qd2に転
送される。その後、再度、信号BLCA,BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り離さ
れる。続いて、時刻t9RD にVRFYBA1Cが“H”
になる。この時、フリップ・フロップFF2のノードN
5Cが“H”なのは図33から分るように、“3”又は
“4”読み出しの場合である。この場合、図18のnチ
ャネルMOSトランジスタQn2C が“ON”し、“3”
又は“4”読み出しのノードN1は接地される。Subsequently, reading is performed as shown in FIG. First, at time t7RD, the voltages VA and VB become 1.8 V and 1.5 V, respectively, and the bit lines BLa and BLb
Are 1.8V and 1.5V, respectively. The signal BLCA,
BLCB becomes "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Qd1 and the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2
Are disconnected, and the bit lines BLa and BLb become floating. The signals PREA and PREB become “L”,
Nodes N1 and N2, which are gate electrodes of MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 has 0V, and the unselected control gates CG1A, CG3A, CG4A and the selection gate S
G1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 0 V or less, the bit line voltage is 1.5 V
Lower. The threshold value of the selected memory cell is 0 V
In this case, the bit line voltage remains at 1.8 V. Thereafter, at time t8RD, the signals BLCA and BLCB become "H", and the data on the bit line is transferred to the MOS capacitors Qd1 and Qd2. Thereafter, the signals BLCA and BLCB again become "L", and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
d1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. Subsequently, at time t9RD, VRFYBA1C becomes "H".
become. At this time, the node N of the flip-flop FF2
As can be seen from FIG. 33, 5C is "H" when "3" or "4" is read. In this case, the n-channel MOS transistor Qn2C in FIG.
Alternatively, the node N1 for “4” read is grounded.
【0230】続いて、時刻t10RDにVRFYBACが
“L”になる。この時、フリップ・フロップFF1のノ
ードN3Cが“H”、N4Cが“L”なのは図33から
分るように、“4”読み出しの場合である。この場合、
図18のpチャネルMOSトランジスタQp12Cが“O
N”し、“4”読み出しのノードN1はVccになる。そ
の後、信号SAN1,SAP1がそれぞれ“L”,
“H”となってフリップ・フロップFF1が非活性化さ
れ、信号ECH1が“H”となってイコライズされる。
この後、信号RV1A,RV1Bが“H”となる。時刻
t11RDに再度、信号SAN1,SAP1がそれぞれ
“H”,“L”となることで、ノードN1の電圧がセン
スされラッチされる。これで、ノードN3C,N4Cの
電位がフリップ・フロップFF1によってセンスされ、
その情報はラッチされる。この時のフリップ・フロップ
FF1及びフリップ・フロップFF2のノードN3C,
N4C,N5C,N6Cは図34のようになる。上位ペ
ージのデータはフリップ・フロップFF1のノードN3
C,N4C(図34参照)に読み出されている。つま
り、“1”状態及び“3”状態ではノードN3Cが
“L”、N4Cが“H”になり、“2”状態及び“4”
状態ではノードN3Cが“H”、N4Cが“L”にな
る。<上位ページの書き込み>で記したように上位ペー
ジのデータは「“1”又は“3”か、或いは“2”又は
“4”か」を蓄えているが、この書き込みデータがフリ
ップ・フロップFF1に正しく読み出されていることが
分る。フリップ・フロップFF1に保持されたデータは
CENB1が活性化されることにより、チップ外部に出
力される。Subsequently, at time t10RD, VRFYBAC becomes "L". At this time, the node N3C of the flip-flop FF1 is at "H" and the node N4C is at "L" in the case of "4" reading as can be seen from FIG. in this case,
The p-channel MOS transistor Qp12C of FIG.
N ”and“ 4 ”read node N1 goes to Vcc, after which signals SAN1 and SAP1 become“ L ”,
The signal becomes "H", the flip-flop FF1 is inactivated, and the signal ECH1 becomes "H" and equalized.
Thereafter, the signals RV1A and RV1B become "H". At time t11RD, the signals SAN1 and SAP1 become "H" and "L", respectively, whereby the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, the potentials of the nodes N3C and N4C are sensed by the flip-flop FF1,
That information is latched. At this time, the nodes N3C of the flip-flop FF1 and the flip-flop FF2,
N4C, N5C and N6C are as shown in FIG. The data of the upper page is the node N3 of the flip-flop FF1.
C and N4C (see FIG. 34). That is, in the “1” state and the “3” state, the node N3C becomes “L” and the N4C becomes “H”, and the “2” state and the “4” state.
In this state, the node N3C becomes "H" and the node N4C becomes "L". As described in <Writing of upper page>, the data of the upper page stores "1" or "3" or "2" or "4", and this write data is stored in the flip-flop FF1. Is read correctly. The data held in the flip-flop FF1 is output to the outside of the chip by activating CENB1.
【0231】<下位ページの読み出し動作>下位ページ
の読み出しでは「“1”又は“2”か、或いは“3”又
は“4”か」が読み出される。図65に従って、読み出
し動作を説明する。まず時刻t1RD に、電圧VA,VB
がそれぞれ1.8V,1.5Vとなって、ビット線BL
a,BLbはそれぞれ1.8V,1.5Vになる。信号
BLCA,BLCBが“L”となって、ビット線BLa
とMOSキャパシタQd1、ビット線BLbとMOSキャ
パシタQd2は切り離され、ビット線BLa,BLbはフ
ローティングとなる。信号PREA,PREBが“L”
となって、MOSキャパシタQd1,Qd2のゲート電極で
あるノードN1,N2はフローティング状態になる。続
いて、制御ゲート・選択ゲート駆動回路2によって選択
されたブロックの選択された制御ゲートCG2Aは1.
1V、非選択制御ゲートCG1A,CG3A,CG4A
と選択ゲートSG1A,SG2AはVccにされる。選択
されたメモリセルのしきい値が1.1V以下なら、ビッ
ト線電圧は1.5Vより低くなる。選択されたメモリセ
ルのしきい値が1.1V以上なら、ビット線電圧は1.
8Vのままとなる。この後、時刻t2RD に信号BLC
A,BLCBが“H”となりビット線のデータがMOS
キャパシタQd1,Qd2に転送される。<Read operation of lower page> In reading of lower page, "1" or "2" or "3" or "4" is read. The read operation will be described with reference to FIG. First, at time t1RD, the voltages VA, VB
Become 1.8V and 1.5V, respectively, and the bit line BL
a and BLb become 1.8V and 1.5V, respectively. The signals BLCA and BLCB become “L”, and the bit line BLa
, The MOS capacitor Qd1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are separated, and the bit lines BLa and BLb float. Signals PREA and PREB are "L"
As a result, the nodes N1 and N2, which are the gate electrodes of the MOS capacitors Qd1 and Qd2, enter a floating state. Subsequently, the selected control gate CG2A of the block selected by the control gate / selection gate drive circuit 2 is 1.
1V, non-select control gates CG1A, CG3A, CG4A
And the selection gates SG1A and SG2A are set to Vcc. If the threshold value of the selected memory cell is 1.1V or less, the bit line voltage will be lower than 1.5V. If the threshold value of the selected memory cell is 1.1 V or more, the bit line voltage becomes 1.
It remains at 8V. Thereafter, at time t2RD, signal BLC
A, BLCB become "H" and the data on the bit line is MOS.
The data is transferred to the capacitors Qd1 and Qd2.
【0232】その後、再度、信号BLCA,BLCBが
“L”となって、ビット線BLaとMOSキャパシタQ
d1、ビット線BLbとMOSキャパシタQd2は切り離さ
れる。信号SAN2,SAP2がそれぞれ“L”,
“H”となってフリップ・フロップFF2が非活性化さ
れ、信号ECH2が“H”となってイコライズされる。
この後、信号RV2A,RV2Bが“H”となる。時刻
t3RD に再度、信号SAN2,SAP2がそれぞれ
“H”、“L”となることで、ノードN1の電圧がセン
スされラッチされる。これで、「メモリセルのデータが
“1”又は“2”か、或いは“3”又は“4”か」がフ
リップ・フロップFF2によってセンスされ、その情報
はラッチされる。この時のフリップ・フロップFF2の
ノードN5C,N6Cは図32のようになる。Thereafter, the signals BLCA and BLCB again become "L" and the bit line BLa and the MOS capacitor Q
d1, the bit line BLb and the MOS capacitor Qd2 are disconnected. The signals SAN2 and SAP2 are "L", respectively.
The signal becomes "H", the flip-flop FF2 is inactivated, and the signal ECH2 becomes "H" and is equalized.
Thereafter, the signals RV2A and RV2B become "H". At time t3RD, the signals SAN2 and SAP2 become "H" and "L", respectively, whereby the voltage of the node N1 is sensed and latched. Thus, "whether the data in the memory cell is" 1 "or" 2 "or" 3 "or" 4 "" is sensed by the flip-flop FF2, and the information is latched. At this time, the nodes N5C and N6C of the flip-flop FF2 are as shown in FIG.
【0233】下位ページのデータはフリップ・フロップ
FF2のノードN5C,N6C(図32参照)に読み出
されている。つまり、“1”状態及び“2”状態ではノ
ードN5Cが“L”、N6Cが“H”になり、“3”状
態及び“4”状態ではノードN5Cが“H”、N6Cが
“L”になる。<下位ページの書き込み>で記したよう
に下位ページのデータは「“1”又は“2”か、或いは
“3”又は“4”か」を蓄えているが、この書き込みデ
ータがフリップ・フロップFF2に正しく読み出されて
いることが分る。フリップ・フロップFF2に保持され
たデータはCENB2が活性化されることにより、チッ
プ外部に出力される。上記の説明から分るように、下位
ページの読み出しは上位ページの読み出しの時刻t3RD
までの動作である。従って、例えば下位ページに引き続
いて上位ページを読み出す場合には、まず下位ページを
読み出した後に、下位ページのデータをチップ外部に出
力している間に、引き続き、上位ページのデータを読み
出してもよい。つまり、時刻t3RD に下位ページのデー
タがフリップ・フロップFF2にラッチされ、チップ外
部に出力されるのと同時に、<上位ページの読み出し>
で記した図65及び図66の時刻t3RD 以降の動作を行
なう。これにより、見かけ上、上位ページの読み出しを
高速に行なうことができる。The data of the lower page has been read to the nodes N5C and N6C (see FIG. 32) of the flip-flop FF2. That is, in the “1” state and the “2” state, the node N5C becomes “L” and the N6C becomes “H”, and in the “3” state and the “4” state, the node N5C becomes “H” and the N6C becomes “L”. Become. As described in <Writing of lower page>, the data of the lower page stores "1" or "2", or "3" or "4", and this write data is stored in the flip-flop FF2. Is read correctly. The data held in the flip-flop FF2 is output to the outside of the chip by activating CENB2. As can be seen from the above description, the reading of the lower page is performed at the time t3RD of reading the upper page.
This is the operation up to. Therefore, for example, when reading the upper page following the lower page, the lower page may be read first, and then the upper page data may be read while the lower page data is being output to the outside of the chip. . That is, at time t3RD, the data of the lower page is latched by the flip-flop FF2 and output to the outside of the chip, and at the same time, <read of the upper page>
The operation after time t3RD in FIGS. 65 and 66 described in FIG. Thereby, the reading of the upper page can be apparently performed at high speed.
【0234】[第8の実施形態]本実施形態では、装置
内の全メモリセルで上位ページの書き込み動作が終了し
た後、下位ページの書き込み動作が開始されることを特
徴としている。図67は、本実施形態におけるメモリセ
ルアレイを示している。ここでは、メモリセルアレイは
4値セルからなり、1メモリセル当り2ビットの情報を
記憶することができるものとする。メモリセルは、カラ
ム方向及びロウ方向にそれぞれ4000個ずつ並んでお
り、全部で16M(16×106 )個のメモリセルがマ
トリックス状に集積されている。1メモリセルには、2
ビットの情報の記憶が可能であるので、メモリセルアレ
イに記憶できる全容量は32Mビットである。カラムア
ドレスはそれぞれのビット線に対応し、例えばビット線
BL1にはカラムアドレスC1 、ビット線BL2にはカ
ラムアドレスC2 が対応する。一方ロウアドレスは、1
本のワード線につき上位ページ及び下位ページの2つの
アドレスが対応する。例えば、ワード線WL1にはロウ
アドレスQ1U、Q1Lが対応し、ワード線WL2にはロウ
アドレスQ2U、Q2Lが対応する。なお図67中のロウア
ドレスにおけるU 、L は、それぞれ上位ページ及び下位
ページを表している。[Eighth Embodiment] The present embodiment is characterized in that the write operation of the lower page is started after the write operation of the upper page is completed in all the memory cells in the device. FIG. 67 shows a memory cell array in this embodiment. Here, it is assumed that the memory cell array is composed of quaternary cells and can store 2-bit information per memory cell. 4000 memory cells are arranged in the column direction and the row direction, respectively, and a total of 16M (16 × 10 6 ) memory cells are integrated in a matrix. One memory cell has 2
Since bit information can be stored, the total capacity that can be stored in the memory cell array is 32 Mbits. The column address corresponds to each bit line. For example, the bit line BL1 corresponds to the column address C1, and the bit line BL2 corresponds to the column address C2. On the other hand, the row address is 1
Two addresses of an upper page and a lower page correspond to each word line. For example, the row address Q1U, Q1L corresponds to the word line WL1, and the row address Q2U, Q2L corresponds to the word line WL2. Note that U and L in the row address in FIG. 67 represent an upper page and a lower page, respectively.
【0235】図68に、書き込みのページサイズを同様
にした場合の従来の4値セルからなるメモリセルアレイ
を示す。ここでは、同時に書き込みを行なう1ページ中
のビット数が4000ビットである一方、1メモリセル
に対し2ビットを上位ビット及び下位ビットの2つに分
けることなく同時に書き込むので、カラム方向には20
00個のメモリセルが並べられる。換言すれば、ビット
線の本数は2000本である。一方、全容量が図67に
示したメモリセルと同様32Mビットとなるためには、
ロウ方向に8000個のメモリセルが並べられる。この
ようなメモリセルアレイでは、カラムアドレスについて
は1本のビット線にそれぞれ2ビットが対応し、例えば
ビット線BL1にA1 、A2 、ビット線BL2にはA3
、A4 が対応する。またロウアドレスに関しては、例
えばワード線WL1にR1 、ワード線WL2にR2 が対
応する。次に、これらメモリセルアレイへの書き込みに
ついて説明する。まず本実施形態においては、1ページ
分のメモリセルへ上位ビットのデータをほぼ同時に書き
込む上位ページの書き込み動作が各ロウアドレスに対し
て順次行なわれた後、1ページ分のメモリセルへ下位ビ
ットのデータをほぼ同時に書き込む下位ページの書き込
み動作が行なわれる。すなわち、最初の4000ビット
のデータが図67のアドレスQ1Uと対応したワード線W
L1を共有する4000個のメモリセルに書き込まれ、
次の4000ビットのデータがアドレスQ2Uと対応した
ワード線WL2を共有する4000個のメモリセルに書
き込まれ、さらにアドレスQ3U〜Q4000U と対応したワ
ード線WL3〜WL4000を共有するメモリセルに4
000ビットのデータが順次書き込まれる。FIG. 68 shows a conventional memory cell array composed of quaternary cells when the write page size is the same. Here, while the number of bits in one page to be simultaneously written is 4000 bits, two bits are simultaneously written into one memory cell without being divided into upper bits and lower bits.
00 memory cells are arranged. In other words, the number of bit lines is 2000. On the other hand, in order for the total capacity to be 32 Mbits like the memory cell shown in FIG.
8000 memory cells are arranged in the row direction. In such a memory cell array, two bits correspond to one bit line for a column address. For example, A1 and A2 are assigned to the bit line BL1, and A3 is assigned to the bit line BL2.
, A4 correspond. As for the row address, for example, R1 corresponds to the word line WL1, and R2 corresponds to the word line WL2. Next, writing to these memory cell arrays will be described. First, in this embodiment, an upper page write operation for writing upper bit data almost simultaneously into one page of memory cells is sequentially performed for each row address, and then the lower bit of the one page of memory cells is written into one page of the memory cells. A lower page write operation for writing data almost simultaneously is performed. That is, the first 4000 bits of data are stored in word line W corresponding to address Q1U in FIG.
Written to 4000 memory cells sharing L1,
The next 4000 bits of data are written to the 4000 memory cells sharing the word line WL2 corresponding to the address Q2U, and 4 bits are added to the memory cells sharing the word lines WL3 to WL4000 corresponding to the addresses Q3U to Q4000U.
000 bits of data are sequentially written.
【0236】一方図68に示されるメモリセルアレイで
は、ワード線WL1を共有する2000個のメモリセル
にそれぞれ2ビットのデータを書き込むことで、最初の
4000ビットのデータが書き込まれる。従って、最初
の4000ビットのデータの書き込みに当り、ワード線
WL1を共有する2000個のメモリセルへの上位ペー
ジの書き込み動作及び下位ページの書き込み動作が行な
われる。さらに、次の4000ビットのデータの書き込
みについては、ワード線WL2を共有する2000個の
メモリセルにそれぞれ2ビットのデータが書き込まれ
る。On the other hand, in the memory cell array shown in FIG. 68, the first 4000 bits of data are written by writing 2-bit data to each of the 2000 memory cells sharing word line WL1. Therefore, when writing the first 4000 bits of data, an upper page write operation and a lower page write operation to 2,000 memory cells sharing the word line WL1 are performed. Further, for writing the next 4000 bits of data, 2 bits of data are written into each of the 2000 memory cells sharing the word line WL2.
【0237】ここで図69に、上位ページの書き込み動
作の際消去状態の“1”状態であるメモリセルに対し
“2”状態が書き込まれ、下位ページの書き込み動作で
さらにメモリセルが“4”状態に書き込まれる場合を想
定する。本実施形態においては、メモリセルアレイの全
容量の半分に相当する16Mビットのデータが書き込ま
れたときに、全てのメモリセルで上位ページの書き込み
動作が終了し、図69(a)に示されるように全メモリ
セルが“2”状態となる。これに対し、図68に示され
るメモリセルアレイに同様に16Mビットのデータが書
き込まれると、図69(b)に示される通り全メモリセ
ルの半分が“4”状態、残りの半分が“1”状態とな
る。従って図69(a)では、しきい値レベルが高く浮
遊ゲート中の蓄積電荷のリークによるデータの破壊が生
じやすい“4”状態が書き込まれていないことから、メ
モリセルの寿命が改善されて信頼性が向上する。さら
に、実際に電気的書き換え可能な不揮発性半導体記憶装
置をメモリカード等に使用する場合には、garbage coll
ection等行なう観点から記憶部の全容量は用いず、記憶
領域は例えば全体の70%程度とし、残る30%は空き
領域とするのが一般的である(公知例 N. Niijima ; I
BM J. DEVELOP. VOL. 39 No. 5 pp.531 -545 995 )。
このようにメモリセルアレイの全容量の70%分のデー
タを書き込む場合を、図70に示す。Here, FIG. 69 shows that the "2" state is written to the memory cell in the erased "1" state during the upper page write operation, and the memory cell further becomes "4" in the lower page write operation. Assume that the state is written. In the present embodiment, when 16 Mbits of data corresponding to half of the total capacity of the memory cell array is written, the write operation of the upper page is completed in all the memory cells, and as shown in FIG. Then, all the memory cells are in the "2" state. On the other hand, when 16M bits of data are similarly written into the memory cell array shown in FIG. 68, half of all memory cells are in the "4" state and the other half are "1" as shown in FIG. State. Therefore, in FIG. 69 (a), since the "4" state where the threshold level is high and the data is likely to be destroyed due to the leakage of the accumulated charge in the floating gate is not written, the life of the memory cell is improved and the reliability is improved. The performance is improved. Further, when an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device is actually used for a memory card or the like, the garbage coll.
In general, the storage area is not used, for example, about 70% of the entire area, and the remaining 30% is made an empty area from the viewpoint of performing the section (known example N. Niijima; I).
BM J. DEVELOP. VOL. 39 No. 5 pp.531-545 995).
FIG. 70 shows a case in which data of 70% of the total capacity of the memory cell array is written in this manner.
【0238】図70(a)に示される通り本実施形態で
は、“1”状態であるメモリセルに対し“2”状態を書
き込み“2”状態のメモリセルに“4”状態を書き込む
動作を全容量の70%で行なうと、60%のメモリセル
が“2”状態、40%のメモリセルが“4”状態とな
る。一方、図68に示されるメモリセルアレイの全容量
の70%に同様のデータを書き込むと、図70(b)に
示されるように70%のメモリセルに“4”状態が書き
込まれ、30%のメモリセルに消去状態である“1”状
態が保持される。従って本実施形態において、しきい値
レベルの高い“4”状態が書き込まれるメモリセルの数
は、図68に示されるメモリセルアレイに比べ4/7に
低減され、ひいてはメモリセルにおけるデータの破壊が
発生する確率は約57%程度まで減少する。またここで
は、ワード線WL1、WL2,WL3〜WL4000の
順にデータの書き込みを行なう場合を説明したが、書き
込みの順番はこれに限るものではない。例えば、フラッ
シュメモリ等の半導体記憶装置のチップ内のメモリセル
が、均等にしきい値レベルの高い“4”状態となるよう
に、チップ外部のコントローラで書き込みの順番を制御
してもよい。具体的には、1本のワード線を共有してほ
ぼ同時に書き込みが行なわれる4000個のメモリセル
からなる各ページ毎、下位ページの書き込み動作が行な
われた回数を記憶させ、この回数に基づき書き込み動作
を行なうページ順を決定する。本実施形態においては、
こうして各ページに属するメモリセルの書き込み回数を
均一化することで、特定のページのメモリセルにおける
集中的な劣化の進行を抑えることができ、信頼性が向上
する。なおここでの書き込み回数を記憶する領域は、例
えばデータ領域とは別にワード線上に設けておけばよ
い。すなわち、1本のワード線を共有するメモリセルを
例えば522バイトとして、そのうち512バイトをデ
ータ領域、10バイトをこうした書き込み回数やECC
(Error Correcting Code )を記憶する領域とすればよ
い。As shown in FIG. 70A, in this embodiment, the operation of writing the “2” state to the memory cell in the “1” state and writing the “4” state to the memory cell in the “2” state is entirely performed. At 70% of the capacity, 60% of the memory cells are in the "2" state and 40% of the memory cells are in the "4" state. On the other hand, when similar data is written to 70% of the total capacity of the memory cell array shown in FIG. 68, the "4" state is written to 70% of the memory cells as shown in FIG. The "1" state, which is the erased state, is held in the memory cell. Therefore, in the present embodiment, the number of memory cells to which the "4" state having a high threshold level is written is reduced to 4/7 as compared with the memory cell array shown in FIG. 68, and data destruction in the memory cells occurs. Probability decreases to about 57%. Further, here, the case where data is written in the order of word lines WL1, WL2, WL3 to WL4000 has been described, but the order of writing is not limited to this. For example, the order of writing may be controlled by a controller outside the chip such that memory cells in a chip of a semiconductor storage device such as a flash memory are uniformly set to the “4” state having a high threshold level. More specifically, the number of times the lower page write operation has been performed is stored for each page of 4000 memory cells in which one word line is shared and write is performed at substantially the same time. Determine the order of pages to be operated. In the present embodiment,
By making the number of times of writing of the memory cells belonging to each page uniform in this way, it is possible to suppress the progress of intensive deterioration in the memory cells of a specific page and improve the reliability. The area for storing the number of times of writing may be provided on the word line separately from the data area, for example. That is, a memory cell sharing one word line is, for example, 522 bytes, of which 512 bytes are a data area and 10 bytes are the number of times of writing or ECC.
(Error Correcting Code) may be used as the storage area.
【0239】[第9の実施形態]本実施形態では、本発
明の半導体記憶装置を記憶部とした記憶システムが構成
される。図71が本実施形態の記憶システムの構成を示
す図であり、図示されるようにコントローラ100が複
数のチップ101q (qは自然数)の動作を制御する。
また複数のチップ101q は、例えばそれぞれ図67と
同様のメモリセルアレイを備えるものであり、ここでは
コントローラ100が4つのチップ1011 〜1014
の動作を制御する場合を示している。本実施形態では、
記憶システムの記憶部を成す全ての装置内の全メモリセ
ルで上位ページの書き込み動作が終了した後、下位ペー
ジの書き込み動作が開始されることを特徴としている。
以下第8の実施形態と同様、上位ページの書き込み動作
の際消去状態の“1”状態であるメモリセルに対し
“2”状態が書き込まれ、下位ページの書き込み動作で
さらにメモリセルが“4”状態に書き込まれる場合につ
いて説明する。まず記憶部の全容量の半分だけ書き込み
を行なったときの状態を示す図が図72である。図示さ
れる通り、全てのチップ1011 〜1014内の全メモ
リセルのしきい値レベルが“2”状態となっている。[Ninth Embodiment] In the ninth embodiment, a storage system in which the semiconductor storage device of the present invention is used as a storage unit is configured. FIG. 71 is a diagram showing the configuration of the storage system of this embodiment. As shown, the controller 100 controls the operation of a plurality of chips 101 q (q is a natural number).
The plurality of chips 101 q is, for example, those having the same memory cell array, respectively Figure 67, where the controller 100 has four chip 101 1-101 4
In the case of controlling the operation of FIG. In this embodiment,
The write operation of the lower page is started after the write operation of the upper page is completed in all the memory cells in all the devices constituting the storage section of the storage system.
Hereinafter, as in the eighth embodiment, the “2” state is written to the memory cell in the erased “1” state during the upper page write operation, and the memory cell further becomes “4” in the lower page write operation. The case where the state is written will be described. First, FIG. 72 is a diagram showing a state when writing is performed for half of the total capacity of the storage unit. As shown, the threshold levels of all the memory cells in all of the chips 101 1 to 101 4 are in the “2” state.
【0240】さらに、記憶部の全容量の70%分書き込
みを行なったときの状態を図73に示す。この状態では
第8の実施形態で説明したように、全メモリセル中60
%のメモリセルが“2”状態、40%のメモリセルが
“4”状態となるが、本実施形態においては第1のチッ
プA1011 の全メモリセルと第2のチップB1012
の80%のメモリセルが“4”書き込みされ、第2のチ
ップB1012 の20%のメモリセルと第3のチップC
1013 及び第4のチップD1014 の全メモリセルが
“2”書き込みされる。従って本実施形態でも、しきい
値レベルの高い“4”状態が書き込まれるメモリセルの
数を低減することができ、ひいては信頼性が向上する。
またここでは、第1のチップA1011 のワード線WL
1〜WL4000、第2のチップB1012 のワード線
WL1〜WL4000、第3のチップC1013 のワー
ド線WL1〜WL4000、第4のチップD1014 の
ワード線WL1〜WL4000の順にデータの書き込み
を行なう場合を説明したが、書き込みの順番はこれに限
るものではない。例えば、チップ1011 〜1014 内
のメモリセルが、均等にしきい値レベルの高い“4”状
態となるように、コントローラ100で書き込みの順番
を制御してもよい。具体的には、第8の実施形態と同
様、1本のワード線を共有してほぼ同時に書き込みが行
なわれる4000個のメモリセルからなる各ページ毎、
下位ページの書き込み動作が行なわれた回数を記憶さ
せ、この回数に基づき書き込み順をページ単位で決定し
てもよいし、チップ1011 〜1014 毎に下位ページ
の書き込み動作が行なわれた回数を記憶させ、この回数
に基づき書き込み順をチップ1011 〜1014 単位で
決定しても構わない。FIG. 73 shows a state in which writing is performed for 70% of the total capacity of the storage unit. In this state, as described in the eighth embodiment, 60 out of all memory cells
% Of the memory cells are in the “2” state, and 40% of the memory cells are in the “4” state. In this embodiment, all the memory cells of the first chip A101 1 and the second chip B101 2 are present.
80% of the memory cells of the second chip B101 2 and the third chip C
101 3 and all the memory cells of the fourth chip D101 4 is "2" is written. Therefore, also in the present embodiment, the number of memory cells to which the "4" state having a high threshold level is written can be reduced, and the reliability is improved.
Here, the word line WL of the first chip A101 1 is used.
1~WL4000, second chip B101 2 of the word line WL1~WL4000, third chip C101 3 of word lines WL1~WL4000, if the order of the fourth chip D101 4 word lines WL1~WL4000 writing data However, the order of writing is not limited to this. For example, the order of writing may be controlled by the controller 100 so that the memory cells in the chips 101 1 to 101 4 are uniformly in the “4” state having a high threshold level. More specifically, as in the eighth embodiment, each page including 4000 memory cells sharing one word line and writing almost simultaneously is performed.
Stores the number of times a write operation of the lower page is performed, to the writing order based on the number of times may be determined in units of pages, the number of times a write operation of the lower page is performed on the chip 101 1-101 per 4 were stored, the writing order based on the number of times may be determined by the chip 101 1-101 4 units.
【0241】本実施形態においては、こうして各ページ
又は各チップ1011 〜1014 に属するメモリセルの
書き込み回数を均一化することで、特定のページや装置
のメモリセルにおける集中的な劣化の進行を抑えること
ができ、信頼性が向上する。なおここでの書き込み回数
を記憶する領域は、例えば第8の実施形態と同様にデー
タ領域とは別にワード線上に設けておけばよく、1本の
ワード線を共有するメモリセルを例えば522バイトと
して、そのうち512バイトをデータ領域、10バイト
をこうした書き込み回数やECCを記憶する領域とすれ
ばよい。In the present embodiment, by making the number of times of writing of the memory cells belonging to each page or each of the chips 101 1 to 101 4 uniform, the progress of intensive deterioration in the memory cells of a specific page or device can be prevented. Can be suppressed and reliability is improved. Here, the area for storing the number of times of writing may be provided on a word line separately from the data area, for example, as in the eighth embodiment, and a memory cell sharing one word line is, for example, 522 bytes. Of these, 512 bytes may be used as a data area and 10 bytes may be used as an area for storing the number of times of writing and ECC.
【0242】[0242]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
値記憶の半導体記憶装置におけるデータ書き込み動作を
工夫することにより、従来よりも書き込み回路が簡略化
され、書き込みに要する時間を短縮することができ、さ
らには信頼性の向上も可能となる。As described above, according to the present invention, by devising a data write operation in a multi-value storage semiconductor memory device, the write circuit is simplified and the time required for writing is shortened as compared with the prior art. And reliability can be further improved.
【図1】第1の実施形態におけるメモリセルとアドレス
との対応を示す図FIG. 1 is a diagram showing correspondence between memory cells and addresses in a first embodiment;
【図2】第1の実施形態における上位ページの書き込み
を示す図FIG. 2 is a diagram illustrating writing of an upper page according to the first embodiment;
【図3】第1の実施形態における書き込み動作を説明す
るための図FIG. 3 is a diagram for explaining a write operation according to the first embodiment;
【図4】第1の実施形態における下位ページの書き込み
を示す図FIG. 4 is a diagram illustrating writing of a lower page according to the first embodiment;
【図5】第1の実施形態における読み出し動作を説明す
るための図FIG. 5 is a diagram for explaining a read operation according to the first embodiment;
【図6】第1の実施形態における別の書き込み動作を説
明するための図FIG. 6 is a view for explaining another write operation in the first embodiment;
【図7】第1の実施形態に係わる多値半導体記憶装置の
ブロック図FIG. 7 is a block diagram of a multilevel semiconductor memory device according to the first embodiment;
【図8】第1の実施形態における書き込み動作を説明す
る図FIG. 8 is a view for explaining a write operation in the first embodiment;
【図9】第1の実施形態における読み出し動作を説明す
る図FIG. 9 is a view for explaining a read operation in the first embodiment;
【図10】第1の実施形態におけるメモリセルユニット
の一例を示す図FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a memory cell unit according to the first embodiment;
【図11】メモリセルユニットの別の例を示す図FIG. 11 shows another example of a memory cell unit.
【図12】メモリセルユニットの別の例を示す図FIG. 12 is a diagram showing another example of the memory cell unit;
【図13】メモリセルユニットの別の例を示す図FIG. 13 is a diagram showing another example of the memory cell unit;
【図14】第1の実施形態におけるメモリセルアレイと
データ回路の構成を示す図FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a memory cell array and a data circuit according to the first embodiment;
【図15】第1の実施形態におけるメモリセルのしきい
値分布を示す図FIG. 15 is a diagram showing a threshold distribution of a memory cell according to the first embodiment;
【図16】第2の実施形態におけるデータ回路の構成を
示す図FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a data circuit according to the second embodiment;
【図17】第2の実施形態における読み出し動作を示す
図FIG. 17 is a diagram illustrating a read operation according to the second embodiment;
【図18】本発明におけるデータ回路の具体的構成を示
す図FIG. 18 is a diagram showing a specific configuration of a data circuit according to the present invention.
【図19】第2の実施形態の上位ページの書き込みデー
タを示す図FIG. 19 is a diagram illustrating write data of an upper page according to the second embodiment;
【図20】第2の実施形態の上位ページの書き込み動作
を示す図FIG. 20 is a diagram illustrating a write operation of an upper page according to the second embodiment;
【図21】第2の実施形態の上位ページのベリファイリ
ード動作を示す図FIG. 21 is a diagram showing a verify read operation of an upper page according to the second embodiment;
【図22】第2の実施形態の下位ページ書き込み前の、
上位ページの読み出し、及びデータ反転を説明する図FIG. 22 shows a state before writing a lower page according to the second embodiment;
Diagram for reading upper page and data inversion
【図23】第2の実施形態の下位ページ書き込み前の、
上位ページの読み出し、及びデータ反転を説明する図FIG. 23 shows a state before writing a lower page according to the second embodiment;
Diagram for reading upper page and data inversion
【図24】第2の実施形態の下位ページの書き込みデー
タを示す図FIG. 24 is a diagram illustrating write data of a lower page according to the second embodiment;
【図25】第2の実施形態の下位ページ書き込み時のデ
ータ回路のノードを示す図FIG. 25 is a diagram showing a node of a data circuit at the time of writing a lower page according to the second embodiment;
【図26】第2の実施形態の下位ページの書き込み動作
を説明する図FIG. 26 is a diagram illustrating a lower page write operation according to the second embodiment;
【図27】第2の実施形態の別のデータ回路を示す図FIG. 27 is a diagram illustrating another data circuit according to the second embodiment;
【図28】第2の実施形態の下位ページの別の書き込み
方を説明する図FIG. 28 is a view for explaining another method of writing a lower page according to the second embodiment;
【図29】第2の実施形態の下位ページのベリファイリ
ードを説明する図FIG. 29 is a view for explaining verify read of a lower page of the second embodiment;
【図30】第2の実施形態の読み出し動作を説明する図FIG. 30 is a view for explaining a read operation of the second embodiment;
【図31】第2の実施形態の読み出し動作を説明する図FIG. 31 is a view for explaining a read operation according to the second embodiment;
【図32】第2の実施形態の読み出し中のフリップ・フ
ロップFF2のノードを示す図FIG. 32 is a diagram illustrating a node of a flip-flop FF2 during reading according to the second embodiment;
【図33】第2の実施形態の読み出し中のデータ回路の
ノードを示す図FIG. 33 is a diagram showing a node of a data circuit during reading according to the second embodiment;
【図34】第2の実施形態の読み出しデータを示す図FIG. 34 is a diagram showing read data according to the second embodiment;
【図35】第3の実施形態の下位ページの書き込み時の
データ回路のノードを示す図FIG. 35 is a diagram showing nodes of a data circuit at the time of writing a lower page according to the third embodiment;
【図36】第3の実施形態の下位ページの書き込み動作
を示す図FIG. 36 is a diagram showing a lower page write operation according to the third embodiment;
【図37】第3の実施形態の下位ページのベリファイリ
ード動作を示す図FIG. 37 is a view showing a verify read operation of a lower page according to the third embodiment;
【図38】第4の実施形態の上位ページの書き込みデー
タを示す図FIG. 38 is a diagram illustrating write data of an upper page according to the fourth embodiment;
【図39】第4の実施形態の上位ページのベリファイリ
ードを示す図FIG. 39 is a diagram showing a verify read of an upper page according to the fourth embodiment;
【図40】第4の実施形態の下位ページの書き込みデー
タを示す図FIG. 40 is a diagram illustrating write data of a lower page according to the fourth embodiment;
【図41】第4の実施形態の下位ページ書き込み時のデ
ータ回路のノードを示す図FIG. 41 is a diagram showing a node of a data circuit at the time of writing a lower page according to the fourth embodiment;
【図42】第4の実施形態の下位ページの書き込みを示
す図FIG. 42 is a diagram illustrating writing of a lower page according to the fourth embodiment;
【図43】第4の実施形態の下位ページのベリファイリ
ードを示す図FIG. 43 is a diagram showing a verify read of a lower page according to the fourth embodiment;
【図44】第4の実施形態の下位ページの別の書き込み
を示す図FIG. 44 is a diagram showing another write operation of the lower page according to the fourth embodiment;
【図45】第4の実施形態の下位ページの別のベリファ
イリードを示す図FIG. 45 is a view showing another verify read of a lower page of the fourth embodiment;
【図46】第5の実施形態における4値セルの書き込み
動作を示す図FIG. 46 is a view showing a quaternary cell write operation in the fifth embodiment;
【図47】第5の実施形態における4値セルのデータ回
路の構成を示す図FIG. 47 is a diagram showing a configuration of a data circuit of a quaternary cell according to the fifth embodiment;
【図48】第5の実施形態における8値セルの書き込み
動作を示す図FIG. 48 is a view showing a write operation of an 8-level cell in the fifth embodiment;
【図49】第5の実施形態における4値セルのデータ回
路の構成を示す図FIG. 49 is a diagram showing a configuration of a data circuit of a quaternary cell according to the fifth embodiment;
【図50】第5の実施形態における16値セルの書き込
み動作を示す図FIG. 50 is a view showing a 16-level cell write operation in the fifth embodiment;
【図51】第5の実施形態における16値セルのデータ
回路の構成を示す図FIG. 51 is a diagram showing a configuration of a data circuit of 16-level cells in the fifth embodiment;
【図52】第5の実施形態における2m 値セルの書き込
み動作を示す図FIG. 52 is a view showing a write operation of a 2 m value cell in the fifth embodiment;
【図53】第5の実施形態における2m 値セルのデータ
回路の構成を示す図FIG. 53 is a diagram showing a configuration of a data circuit of 2 m value cells in the fifth embodiment;
【図54】第6の実施形態における書き込み動作手順を
示す図FIG. 54 is a view showing a write operation procedure in the sixth embodiment;
【図55】第6の実施形態におけるメモリセルのしきい
値分布との比較を示す図FIG. 55 is a diagram showing a comparison with the threshold distribution of a memory cell according to the sixth embodiment;
【図56】第6の実施形態におけるメモリセルに供給さ
れるパルスの波形との比較を示す図FIG. 56 is a view showing a comparison with a waveform of a pulse supplied to a memory cell in the sixth embodiment;
【図57】第6の実施形態におけるメモリセルのしきい
値分布を示す図FIG. 57 is a view showing a threshold distribution of a memory cell according to the sixth embodiment;
【図58】第6の実施形態におけるメモリセルに供給さ
れるパルスの波形を示す図FIG. 58 is a view showing a waveform of a pulse supplied to a memory cell in the sixth embodiment;
【図59】第6の実施形態におけるメモリセルに供給さ
れるパルスの波形を示す図FIG. 59 is a view showing a waveform of a pulse supplied to a memory cell in the sixth embodiment;
【図60】第6の実施形態におけるメモリセルのしきい
値分布を示す図FIG. 60 is a view showing a threshold voltage distribution of a memory cell according to the sixth embodiment;
【図61】第6の実施形態におけるメモリセルのしきい
値分布を示す図FIG. 61 is a view showing a threshold voltage distribution of a memory cell in a sixth embodiment;
【図62】第6の実施形態におけるメモリセルのしきい
値分布を示す図FIG. 62 is a view showing a threshold distribution of a memory cell according to the sixth embodiment;
【図63】第7の実施形態におけるメモリセルのしきい
値分布を示す図。FIG. 63 is a view showing a threshold voltage distribution of a memory cell according to a seventh embodiment;
【図64】第7の実施形態の下位ページのベリファイリ
ードを説明する図FIG. 64 is a view for explaining verify read of a lower page of the seventh embodiment;
【図65】第7の実施形態の読み出し動作を説明する図FIG. 65 is a view for explaining a read operation of the seventh embodiment;
【図66】第7の実施形態の読み出し動作を説明する図FIG. 66 is a view for explaining a read operation of the seventh embodiment;
【図67】第8の実施形態におけるメモリセルアレイを
示す図FIG. 67 is a view showing a memory cell array according to the eighth embodiment;
【図68】従来の4値セルからなるメモリセルアレイを
示す図FIG. 68 is a diagram showing a conventional memory cell array including four-valued cells;
【図69】“1”状態であるメモリセルに対し“2”状
態及び“4”状態が書き込まれた状態を示す図FIG. 69 is a diagram showing a state in which the “2” state and the “4” state are written to the memory cell in the “1” state
【図70】メモリセルアレイの全容量の70%を書き込
む場合を示す図FIG. 70 is a diagram showing a case where 70% of the total capacity of a memory cell array is written;
【図71】第9の実施形態の記憶システムの構成を示す
図FIG. 71 is a view showing the configuration of a storage system according to a ninth embodiment;
【図72】第9の実施形態における記憶部の全容量の半
分だけ書き込みを行なったときの状態を示す図FIG. 72 is a diagram illustrating a state in which writing is performed only for half of the total capacity of the storage unit according to the ninth embodiment;
【図73】第9の実施形態における記憶部の全容量の7
0%分書き込みを行なったときの状態を示す図FIG. 73 illustrates the total capacity of the storage unit according to the ninth embodiment.
The figure which shows the state at the time of performing writing for 0%.
【図74】(a)はNAND型EEPROMにおける一
つのNANDセルを示す平面図、(b)は回路図74A is a plan view showing one NAND cell in a NAND type EEPROM, and FIG. 74B is a circuit diagram;
【図75】(a)は図71(a)に示したNANDセル
のA−A´線断面図、(b)はB−B´線断面図75 (a) is a sectional view taken along line AA ′ of the NAND cell shown in FIG. 71 (a), and FIG. 75 (b) is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.
【図76】NANDセルのメモリセルアレイを示す回路
図FIG. 76 is a circuit diagram showing a memory cell array of NAND cells
【図77】従来のメモリセルのしきい値電圧と4値デー
タとの関係を示す図。FIG. 77 is a diagram showing a relationship between threshold voltage and quaternary data of a conventional memory cell.
【図78】従来のメモリセルの書き込み動作を示す図FIG. 78 illustrates a conventional write operation of a memory cell.
【図79】従来のメモリセルとアドレスの対応を示す図FIG. 79 is a diagram showing correspondence between conventional memory cells and addresses.
1…メモリセルアレイ 2…制御ゲート・選択ゲート駆動回路 3…データ回路 4…データ入出力バッファ 5…アドレスバッファ 6…データ制御回路 100…コントローラ 101q …チップ M…メモリセル S…選択トランジスタ SG…選択ゲート CG…制御ゲート BL…ビット線 Qn…nチャネルMOSトランジスタ Qp…pチャネルMOSトランジスタ Qd…ディプリーション型nチャネルMOSトランジス
タ FF…フリップ・フロップ I…インバータ G…NAND論理回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array 2 ... Control gate / selection gate drive circuit 3 ... Data circuit 4 ... Data input / output buffer 5 ... Address buffer 6 ... Data control circuit 100 ... Controller 101 q ... Chip M ... Memory cell S ... Select transistor SG ... Select Gate CG: Control gate BL: Bit line Qn: n-channel MOS transistor Qp: p-channel MOS transistor Qd: depletion type n-channel MOS transistor FF: flip-flop I: inverter G: NAND logic circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−18018(JP,A) 特開 昭62−6493(JP,A) 特開 平8−315586(JP,A) 特開 平7−93979(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 16/00 - 16/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-18018 (JP, A) JP-A-62-6493 (JP, A) JP-A-8-315586 (JP, A) JP-A-7- 93979 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11C 16/00-16/34
Claims (91)
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−1”
状態,“m”状態(mは2以上の自然数)のいずれかを
保持する場合に、メモリセルの外部から入力する書き込
みデータとメモリセルが保持するデータに基づいて、前
記メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“k−
1”状態,“k”状態(kはmより大きい自然数)のい
ずれかにすることを特徴とする半導体記憶装置。The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and the "3" state has a first threshold level.
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having the i-th threshold level. , "M-1", "1" state, "2" state,...
State or “m” state (m is a natural number of 2 or more), the memory cell is set to “1” based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. State, "2" state, ..., "k-
A semiconductor memory device in one of a 1 "state and a" k "state (k is a natural number larger than m).
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,
…,“m−1”状態,“m”状態(mは2以上の自然
数)のいずれかのしきい値レベルにする第1の書き込み
モードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−1”
状態,“m”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“k−1”状態,
“k”状態(kはmより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第2の書き込みモードとを有し、 前記第1の書き込みモードにおける前記バイアス値の増
加幅をΔVpp1、前記第2の書き込みモードにおける
前記バイアス値の増加幅をΔVpp2としたとき、ΔV
pp1<ΔVpp2の関係を満足することを特徴とする
半導体記憶装置。2. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be supplied; writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which a bias value increases stepwise in accordance with the number of repetitions when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated. In some cases, based on write data input from outside the memory cell, the memory cell is set to a “1” state, a “2” state,
.., A first write mode for setting the threshold level to one of the “m−1” state and the “m” state (m is a natural number of 2 or more), and the “1” state and the “2” state of the memory cell , ..., "m-1"
When the memory cell is at one of the threshold levels of the state and the "m" state, the memory cell is set to the state of "1" and " 2 "state, ...," k-1 "state,
A second write mode for setting any threshold level in a “k” state (k is a natural number greater than m), wherein the increase in the bias value in the first write mode is ΔVpp1, 2, when the increasing width of the bias value in the write mode 2 is ΔVpp2,
A semiconductor memory device satisfying a relationship of pp1 <ΔVpp2.
態,“3”状態,…,“m−1”状態,“m”状態のし
きい値分布幅が“m+1”状態,“m+2”状態,…,
“k−1”状態,“k”状態のしきい値分布幅よりも狭
いことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体
記憶装置。3. The "1" state is an erased state, and the threshold distribution width of the "2" state, "3" state,..., "M-1" state, "m" state is "m + 1" state, "M + 2" state, ...,
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a threshold distribution width of the "k-1" state and the "k" state is narrower.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2m-1−
1”状態,“2m-1”状態(mはn=2mを満たす自然
数)のいずれかを保持する場合に、メモリセルの外部か
ら入力する書き込みデータとメモリセルが保持するデー
タに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”状
態,…,“2m−1”状態,“2m”状態のいずれかにす
ることを特徴とする半導体記憶装置。4. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. , "2" state,..., "2 m-1-
When holding either the 1 ”state or the“ 2 m−1 ”state (m is a natural number that satisfies n = 2 m ), based on the write data input from outside the memory cell and the data held by the memory cell. , The memory cell is set to one of a “1” state, a “2” state,..., A “2 m −1” state, and a “2 m ” state.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて、前記メモリセルを“1”状態又は“2”状態の
いずれかのしきい値レベルにする第1の書き込みモード
と、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2m-1−
1”状態,“2m-1”状態(mはn=2mを満たす自然
数)のいずれかのしきい値レベルである場合に、メモリ
セルの外部から入力する書き込みデータとメモリセルの
しきい値レベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状
態,“2”状態,…,“2m−1”状態,“2m”状態
のいずれかのしきい値レベルにする第mの書き込みモー
ドとを有し、 前記第1の書き込みモードにおける前記バイアス値の増
加幅をΔVpp1、前記第mの書き込みモードにおける
前記バイアス値の増加幅をΔVppmとしたとき、ΔV
pp1<ΔVppmの関係を満足することを特徴とする
半導体記憶装置。5. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be supplied; writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which a bias value increases stepwise in accordance with the number of repetitions when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated. In some cases, based on write data input from outside the memory cell, a first write mode for setting the memory cell to a threshold level of either a “1” state or a “2” state; "1" state, "2" state, ..., "2 m-1-
When the threshold level is one of the 1 ”state and the“ 2 m−1 ”state (m is a natural number satisfying n = 2 m ), the write data input from outside the memory cell and the threshold of the memory cell An m-th write mode for setting the memory cell to any one of the threshold levels of “1” state, “2” state,..., “2m−1” state, and “2m” state based on the value level When the increasing width of the bias value in the first write mode is ΔVpp1 and the increasing width of the bias value in the m-th write mode is ΔVppm,
A semiconductor memory device satisfying a relationship of pp1 <ΔVppm.
1”状態,“2m-1+2”状態,…,“2m-1”状態,
“2m”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特徴と
する請求項5記載の半導体記憶装置。6. The threshold distribution width of the “2” state is “2 m−1 +
1 "state," 2 m-1 +2 "state, ...," 2 m-1 "state,
6. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein the width of the threshold distribution in the "2 m " state is narrower.
態,“3”状態,…,“2m-1−1”状態,“2m-1”状
態のしきい値分布幅が“2m-1+1”状態,“2m-1+
2”状態,…,“2m-1”状態,“2m”状態のしきい値
分布幅よりも狭いことを特徴とする請求項4又は請求項
5記載の半導体記憶装置。7. The threshold distribution width of the "1" state is an erased state, and the "2" state, "3" state,..., "2 m-1 -1" state, and "2 m-1 " state. Is "2 m-1 +1" state, "2 m-1 +
6. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the threshold value distribution width of each of the "2" state,..., "2 m-1 " state, and "2 m " state is narrower.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態又は“2”状態を保持する場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータとメ
モリセルが保持するデータに基づいて、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,“3”状態又は“4”状態
にすることを特徴とする半導体記憶装置。8. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. In a semiconductor memory device having a memory cell, when the memory cell holds the “1” state or the “2” state, based on write data inputted from outside the memory cell and data held by the memory cell, A semiconductor memory device wherein a memory cell is set to a "1" state, a "2" state, a "3" state, or a "4" state.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて、前記メモリセルを“1”状態又は“2”状態の
いずれかのしきい値レベルにする第1の書き込みモード
と、 メモリセルが“1”状態又は“2”状態のしきい値レベ
ルである場合に、メモリセルの外部から入力する書き込
みデータとメモリセルのしきい値レベルに基づいて、前
記メモリセルを“1”状態,“2”状態,“3”状態又
は“4”状態のいずれかのしきい値レベルにする第2の
書き込みモードとを有し、 前記第1の書き込みモードにおける前記バイアス値の増
加幅をΔVpp1、前記第2の書き込みモードにおける
前記バイアス値の増加幅をΔVpp2としたとき、ΔV
pp1<ΔVpp2の関係を満足することを特徴とする
半導体記憶装置。9. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be supplied; writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which a bias value increases stepwise in accordance with the number of repetitions when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated. In some cases, based on write data input from outside the memory cell, a first write mode for setting the memory cell to a threshold level of either a “1” state or a “2” state; When the threshold level is in the “1” state or the “2” state, the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell are changed. A second write mode for setting the memory cell to any one of a threshold level of a “1” state, a “2” state, a “3” state, or a “4” state based on the When the increase width of the bias value in the first write mode is ΔVpp1 and the increase width of the bias value in the second write mode is ΔVpp2,
A semiconductor memory device satisfying a relationship of pp1 <ΔVpp2.
態のしきい値分布幅が“3”状態及び“4”状態のしき
い値分布幅よりも狭いことを特徴とする請求項8又は請
求項9記載の半導体記憶装置。10. A state wherein the "1" state is an erased state, and the threshold distribution width of the "2" state is narrower than the threshold distribution widths of the "3" state and the "4" state. 10. The semiconductor memory device according to claim 8 or 9.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかを
保持する場合に、メモリセルの外部から入力する書き込
みデータとメモリセルが保持するデータに基づいて、前
記メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,“s−
1”状態,“s”状態(sはrより大きい自然数)のい
ずれかにし、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“s−1”
状態,“s”状態のいずれかを保持する場合に、メモリ
セルの外部から入力する書き込みデータとメモリセルが
保持するデータに基づいて、前記メモリセルを“1”状
態,“2”状態,…,“t−1”状態,“t”状態(t
はsより大きい自然数)のいずれかにすることを特徴と
する半導体記憶装置。11. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. , "R-1", "1" state, "2" state,...
State or “r” state (r is a natural number of 2 or more), the memory cell is set to “1” based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. State, "2" state, ..., "s-
1 "state or" s "state (s is a natural number greater than r), and the memory cell is in" 1 "state," 2 "state,...," S-1 "
State or the "s" state, the memory cell is set to the "1" state, the "2" state,... Based on the write data input from outside the memory cell and the data held by the memory cell. , “T−1” state, “t” state (t
Is a natural number greater than s).
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に、メモリセルの外部から入
力する書き込みデータとメモリセルのしきい値レベルに
基づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,
…,“s−1”状態,“s”状態(sはrより大きい自
然数)のいずれかのしきい値レベルにする第j(jは2
以上の自然数)の書き込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“s−1”
状態,“s”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“t−1”状態,
“t”状態(tはsより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j+1の書き込みモードとを有
し、 前記第jの書き込みモードにおける前記バイアス値の増
加幅をΔVppj、前記第j+1の書き込みモードにお
ける前記バイアス値の増加幅をΔVpp(j+1)とし
たとき、ΔVppj<ΔVpp(j+1)の関係を満足
することを特徴とする半導体記憶装置。12. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be supplied; writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which the bias value increases stepwise according to the number of repetitions when the supply of bias to the memory cell by the writing unit is repeated, wherein the memory cell is in a “1” state, a “2” state, …, “R-1”
The threshold value of the memory cell based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell when the threshold level is any of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more). When the cell is in the “1” state, the “2” state,
, A j-th (j is 2) state which is a threshold level of one of the "s-1" state and the "s" state (s is a natural number larger than r)
(The above natural number) and the memory cells are in the “1” state, the “2” state,.
When the memory cell is at one of the threshold levels of the "1" state and the "s" state, the memory cell is set to the "1" state, 2 "state, ...," t-1 "state,
A (j + 1) -th write mode for setting any threshold level in a “t” state (t is a natural number larger than s), and an increase width of the bias value in the j-th write mode is ΔVppj. A semiconductor memory device which satisfies the relationship of ΔVppj <ΔVpp (j + 1), where ΔVpp (j + 1) is the increase width of the bias value in the write mode of j + 1.
“s−1”状態,“s”状態のしきい値分布幅が“s+
1”状態,“s+2”状態,…,“t−1”状態,
“t”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特徴とす
る請求項11又は請求項12記載の半導体記憶装置。13. An "r + 1" state, an "r + 2" state,.
The threshold distribution width of the “s−1” state and the “s” state is “s +
1 "state," s + 2 "state, ...," t-1 "state,
13. The semiconductor memory device according to claim 11, wherein the width is smaller than a threshold distribution width in the "t" state.
態,“3”状態,…,“r−1”状態,“r”状態のし
きい値分布幅が“r+1”状態,“r+2”状態,…,
“s−1”状態,“s”状態のしきい値分布幅よりも狭
いことを特徴とする請求項11乃至請求項13のいずれ
か1項に記載の半導体記憶装置。14. The "1" state is an erase state, and the threshold distribution width of the "2" state, "3" state,..., "R-1" state, "r" state is "r + 1" state, "R + 2" state, ...,
14. The semiconductor memory device according to claim 11, wherein the threshold value distribution width of the "s-1" state and the "s" state is narrower.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2k-1−
1”状態,“2k-1”状態(kは2以上の自然数)のい
ずれかを保持する場合に、メモリセルの外部から入力す
る書き込みデータとメモリセルが保持するデータに基づ
いて、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,
“2k-1”状態,“2k”状態のいずれかにし、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2k−
1”状態,“2k”状態のいずれかを保持する場合に、
メモリセルの外部から入力する書き込みデータとメモリ
セルが保持するデータに基づいて、前記メモリセルを
“1”状態,“2”状態,…,“2k+1−1”状態,
“2k+1”状態のいずれかにすることを特徴とする半導
体記憶装置。15. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. In a semiconductor memory device having a memory cell that changes, the memory cell is in a “1” state, a “2” state,..., “2 k−1 −
When holding either the 1 "state or the" 2 k-1 "state (k is a natural number of 2 or more), the memory is controlled based on write data input from outside the memory cell and data held by the memory cell. When the cell is in a “1” state, a “2” state,.
One of the “2 k−1 ” state and the “2 k ” state, and the memory cell is in the “1” state, the “2” state,..., “2 k −
When holding either the “1” state or the “2 k ” state,
Based on the write data input from outside the memory cell and the data held by the memory cell, the memory cell is set in a “1” state, a “2” state,..., A “2 k + 1 −1” state,
A semiconductor memory device in one of the “2 k + 1 ” states.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2k-1−
1”状態,“2k-1”状態(kは2以上の自然数)のい
ずれかのしきい値レベルである場合に、メモリセルの外
部から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい値
レベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,
“2”状態,…,“2k−1”状態,“2k”状態のいず
れかのしきい値レベルにする第kの書き込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“2k−
1”状態,“2k”状態のいずれかのしきい値レベルで
ある場合に、メモリセルの外部から入力する書き込みデ
ータとメモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メ
モリセルを“1”状態,“2”状態,…,“2k+1−
1”状態,“2k+1”状態のいずれかのしきい値レベル
にする第k+1の書き込みモードとを有し、 前記第kの書き込みモードにおける前記バイアス値の増
加幅をΔVppk、前記第k+1の書き込みモードにお
ける前記バイアス値の増加幅をΔVpp(k+1)とし
たとき、ΔVppk<ΔVpp(k+1)の関係を満足
することを特徴とする半導体記憶装置。16. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be supplied; writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which the bias value increases stepwise according to the number of repetitions when the supply of bias to the memory cell by the writing unit is repeated, wherein the memory cell is in a “1” state, a “2” state, …, “2 k-1 −
When the threshold level is any of the 1 ”state and the“ 2 k−1 ”state (k is a natural number of 2 or more), the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell The memory cell is set to a “1” state based on
A k-th write mode for setting any one of the threshold levels of the “2” state,..., “2 k −1” state, and “2 k ” state; …, “2 k −
When the threshold level is any of the "1" state and the "2 k " state, the memory cell is set to "1" based on the write data inputted from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell. State, "2" state, ..., "2 k + 1-
A (k + 1) -th write mode for setting any one of a threshold level of a “1” state and a “2 k + 1 ” state, wherein the increase in the bias value in the k-th write mode is ΔVppk and the (k + 1) -th mode. A semiconductor memory device that satisfies the relationship of ΔVppk <ΔVpp (k + 1), where ΔVpp (k + 1) is the increase width of the bias value in the write mode.
態,…,“2k−1”状態,“2k”状態のしきい値分布
幅が“2k+1”状態,“2k+2”状態,…,“2k+1
−1”状態,“2k+1”状態のしきい値分布幅よりも狭
いことを特徴とする請求項15又は請求項16記載の半
導体記憶装置。17. The threshold distribution width of the “2 k −1 +1” state, “2 k−1 +2” state,..., “2 k −1” state, “2 k ” state is “2 k +1”. State, “2 k +2” state,..., “2 k + 1
17. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein the threshold value distribution width in the "-1" state and the "2 k + 1 " state is narrower.
態,“3”状態,…,“2k-1−1”状態,“2k-1”状
態のしきい値分布幅が“2k-1+1”状態,“2k-1+
2”状態,…,“2k−1”状態,“2k”状態のしきい
値分布幅よりも狭いことを特徴とする請求項15乃至請
求項17のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。18. The "1" state is an erased state, and the threshold distribution widths of the "2" state, "3" state,..., "2 k-1 -1" state, and "2 k-1 " state Is "2 k-1 +1" state, "2 k-1 +
18. The semiconductor memory according to claim 15, wherein a threshold distribution width of each of the "2" state,..., "2 k -1" state, and "2 k " state is narrower. apparatus.
態のしきい値分布幅が“3”状態,“4”状態,…,
“2k-1−1”状態,“2k-1”状態のしきい値分布幅よ
りも狭いことを特徴とする請求項15乃至請求項18の
いずれか1項に記載の半導体記憶装置。19. The "1" state is an erased state, and the threshold distribution width of the "2" state is "3" state, "4" state,.
19. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein a threshold distribution width of the "2 k-1 -1" state and the threshold distribution width of the "2 k-1 " state are narrower.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 第1の書き込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レ
ベルが入力すると“1”状態になり、第2の論理レベル
が入力すると“2”状態になり、 第k−1(kは2以上の自然数)の書き込み動作の結果
“A”状態であるメモリセルは第kの書き込み動作に際
し、第2k−1の論理レベルが入力すると“A”状態に
なり、第2kの論理レベルが入力すると“A+2k-1”
状態になることを特徴とする半導体記憶装置。20. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having the i-th threshold level. In a semiconductor memory device provided with a memory cell, a memory cell becomes "1" when a first logic level is inputted and becomes "2" when a second logic level is inputted in a first write operation. The memory cell which is in the “A” state as a result of the k−1th (k is a natural number of 2 or more) write operation enters the “A” state when the 2k−1th logic level is input during the kth write operation. , When the 2kth logic level is input, "A + 2 k-1 "
A semiconductor memory device which is in a state.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 第1の書き込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レ
ベルが入力すると“1”状態になり、第2の論理レベル
が入力すると“2”状態になり、 第k−1(kは2以上の自然数)の書き込み動作の結果
“A”状態であるメモリセルは第kの書き込み動作に際
し、第2k−1の論理レベルが入力すると“A”状態に
なり、第2kの論理レベルが入力すると“A+2k-1”
状態になり、 前記第1の書き込み動作を行なう第1の書き込みモード
における前記バイアス値の増加幅をΔVpp1 、前記
第kの書き込み動作を行なう第kの書き込みモードにお
ける前記バイアス値の増加幅をΔVppkとしたとき、
ΔVpp1<ΔVppkの関係を満足することを特徴と
する半導体記憶装置。21. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be supplied; writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which the bias value is increased stepwise according to the number of repetitions when the supply of the bias to the memory cell by the writing means is repeated. When a logical level is input, the state becomes "1". When a second logical level is input, the state becomes "2". As a result of the k-1 (k is a natural number of 2 or more) write operation, the state is "A". At the time of the k-th write operation, the memory cell enters the “A” state when the 2k−1 logical level is input, and “A + 2 k−1 ” when the 2k logical level is input.
And the increase in the bias value in the first write mode in which the first write operation is performed is ΔVpp1, and the increase in the bias value in the k-th write mode in which the k-th write operation is performed is ΔVppk. When
A semiconductor memory device satisfying a relationship of ΔVpp1 <ΔVppk.
態のしきい値分布幅が“A+2k-1”状態のしきい値分
布幅よりも狭いことを特徴とする請求項20又は請求項
21記載の半導体記憶装置。22. The semiconductor memory device according to claim 20, wherein the "1" state is an erased state, and the threshold distribution width of the "2" state is smaller than the threshold distribution width of the "A + 2 k-1 " state. 22. The semiconductor memory device according to claim 21.
k-1”状態のしきい値分布幅よりも狭いことを特徴とす
る請求項20又は請求項21記載の半導体記憶装置。23. The threshold distribution width of the "A" state is "A + 2".
22. The semiconductor memory device according to claim 20, wherein the threshold value distribution width is smaller than the threshold value distribution width in the " k-1 " state.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 第1の書き込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レ
ベルが入力すると“1”状態になり、第2の論理レベル
が入力すると“2”状態になり、 第1の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリセル
は第2の書き込み動作に際し、第3の論理レベルが入力
すると“1”状態になり、第4の論理レベルが入力する
と“3”状態になり、 第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリセル
は第2の書き込み動作に際し、第3の論理レベルが入力
すると“2”状態になり、第4の論理レベルが入力する
と“4”状態になることを特徴とする半導体記憶装置。24. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. In a semiconductor memory device provided with a memory cell, a memory cell becomes "1" when a first logic level is inputted and becomes "2" when a second logic level is inputted in a first write operation. In the second write operation, the memory cell that is in the “1” state as a result of the first write operation is set to the “1” state when the third logical level is input, and is set to “3” when the fourth logical level is input. In the second write operation, the memory cell which is in the state “2” as a result of the first write operation becomes the state “2” when the third logical level is inputted, and becomes the state “2” when the fourth logical level is inputted. It is characterized by being in the “4” state That the semiconductor memory device.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 第1の書き込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レ
ベルが入力すると“1”状態になり、第2の論理レベル
が入力すると“2”状態になり、 第1の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリセル
は第2の書き込み動作に際し、第3の論理レベルが入力
すると“1”状態になり、第4の論理レベルが入力する
と“3”状態になり、 第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリセル
は第2の書き込み動作に際し、第3の論理レベルが入力
すると“2”状態になり、第4の論理レベルが入力する
と“4”状態になり、 前記第1の書き込み動作を行なう第1の書き込みモード
における前記バイアス値の増加幅をΔVpp1、前記第
2の書き込み動作を行なう第2の書き込みモードにおけ
る前記バイアス値の増加幅をΔVpp2としたとき、Δ
Vpp1<ΔVpp2の関係を満足することを特徴とす
る半導体記憶装置。25. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be supplied; writing means for supplying a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; and each time a bias is supplied to the memory cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which the bias value is increased stepwise according to the number of repetitions when the supply of the bias to the memory cell by the writing means is repeated. When a logic level is input, the memory cell enters a “1” state. When a second logic level is input, the memory cell enters a “2” state. As a result of the first write operation, a memory cell in the “1” state performs a second write operation. When the third logic level is input, the state becomes "1". When the fourth logic level is input, the state becomes "3". As a result of the first write operation, the state is "2". In the second write operation, the memory cell becomes the "2" state when the third logical level is inputted, and becomes the "4" state when the fourth logical level is inputted, and performs the first write operation. When the increase width of the bias value in the first write mode is ΔVpp1, and the increase width of the bias value in the second write mode for performing the second write operation is ΔVpp2,
A semiconductor memory device satisfying a relationship of Vpp1 <ΔVpp2.
態のしきい値分布幅が“3”状態及び“4”状態のしき
い値分布幅よりも狭いことを特徴とする請求項24又は
請求項25記載の半導体記憶装置。26. The semiconductor memory device according to claim 26, wherein the "1" state is an erased state, and the threshold distribution width of the "2" state is smaller than the threshold distribution widths of the "3" state and the "4" state. 26. The semiconductor memory device according to claim 24 or claim 25.
い値レベルより大きいことを特徴とする請求項24乃至
請求項26のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。27. The semiconductor memory device according to claim 24, wherein said third threshold level is higher than said second threshold level.
のしきい値分布の間の電圧差が、“2”状態のしきい値
分布と“3”状態のしきい値分布の間の電圧差と等しい
ことを特徴とする請求項27記載の半導体記憶装置。28. A threshold voltage distribution between the "3" state threshold distribution and the "4" state threshold distribution, wherein the "2" state threshold distribution and the "3" state threshold distribution 28. The semiconductor memory device according to claim 27, wherein the voltage difference is equal to the voltage difference between the two.
のしきい値分布の間の電圧差が、“2”状態のしきい値
分布と“3”状態のしきい値分布の間の電圧差より大き
いことを特徴とする請求項27記載の半導体記憶装置。29. A voltage difference between the threshold distribution in the “3” state and the threshold distribution in the “4” state is represented by a threshold distribution in the “2” state and a threshold distribution in the “3” state. 28. The semiconductor memory device according to claim 27, wherein the voltage difference is larger than the voltage difference between the two.
い値レベルより小さいことを特徴とする請求項24乃至
請求項26のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。30. The semiconductor memory device according to claim 24, wherein said third threshold level is smaller than said second threshold level.
のしきい値分布の間の電圧差が、“3”状態のしきい値
分布と“2”状態のしきい値分布の間の電圧差と等しい
ことを特徴とする請求項30記載の半導体記憶装置。31. A voltage difference between a threshold distribution in a “2” state and a threshold distribution in a “4” state is represented by a threshold distribution in a “3” state and a threshold distribution in a “2” state. 31. The semiconductor memory device according to claim 30, wherein the voltage difference is equal to the voltage difference between the two.
のしきい値分布の間の電圧差が、“3”状態のしきい値
分布と“2”状態のしきい値分布の間の電圧差より大き
いことを特徴とする請求項30記載の半導体記憶装置。32. A voltage difference between a threshold distribution in a "2" state and a threshold distribution in a "4" state is represented by a threshold distribution in a "3" state and a threshold distribution in a "2" state. 31. The semiconductor memory device according to claim 30, wherein the voltage difference is larger than the voltage difference between.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、 第1の書き込み動作に際しメモリセルは、第1の論理レ
ベルが入力すると“1”状態になり、第2の論理レベル
が入力すると“2”状態になり、 第1の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリセル
は、第2の書き込み動作に際し、第3の論理レベルが入
力すると、メモリセルに保持する“1”データと第3の
論理レベルに基づいて“1”状態になり、第4の論理レ
ベルが入力すると、メモリセルに保持する“1”データ
と第4の論理レベルに基づいて“3”状態になり、 第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリセル
は、第2の書き込み動作に際し、第3の論理レベルが入
力すると、メモリセルに保持する“2”データと第3の
論理レベルに基づいて“2”状態になり、第4の論理レ
ベルが入力すると、メモリセルに保持する“2”データ
と第4の論理レベルに基づいて“4”状態になることを
特徴とする半導体記憶装置。33. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. In a semiconductor memory device provided with a memory cell, a memory cell becomes "1" when a first logic level is inputted and becomes "2" when a second logic level is inputted in a first write operation. When a third logic level is input at the time of the second write operation, the memory cell that is in the “1” state as a result of the first write operation changes the “1” data held in the memory cell to the third logic level. When a fourth logic level is input based on the first logic level and the fourth logic level, the status changes to a "3" state based on the "1" data held in the memory cell and the fourth logic level. The memory cell in the “2” state is In the write operation of No. 2, when the third logical level is input, the state becomes "2" based on the "2" data held in the memory cell and the third logical level, and when the fourth logical level is input, the memory becomes A semiconductor memory device, which enters a "4" state based on "2" data held in a cell and a fourth logic level.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
とを備えた半導体記憶装置において、 第1の書き込み動作に際しメモリセルは、データ回路に
保持する第1の書き込みデータに応じて、書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合には“1”状態になり、書
き込みデータが第2の論理レベルの場合には“2”状態
になり、 次いで、前記データ回路がメモリセルの外部から入力す
る第2の書き込みデータ及び、前記メモリセルから読み
出されたデータを保持した後に、 メモリセルが“1”状態でありかつ第2の書き込みデー
タが第3の論理レベルであると前記データ回路が保持す
る場合、前記メモリセルは“1”状態になり、 メモリセルが“1”状態でありかつ第2の書き込みデー
タが第4の論理レベルであると前記データ回路が保持す
る場合、前記メモリセルは“3”状態になり、 メモリセルが“2”状態でありかつ第2の書き込みデー
タが第3の論理レベルであると前記データ回路が保持す
る場合、前記メモリセルは“2”状態になり、 メモリセルが“2”状態でありかつ第2の書き込みデー
タが第4の論理レベルであると前記データ回路が保持す
る場合、前記メモリセルは“4”状態になることを特徴
とする半導体記憶装置。34. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. In a semiconductor memory device including a memory cell to be written, and a data circuit that holds write data of the memory cell, the memory cell performs a write operation according to the first write data held in the data circuit during a first write operation. When the data is at the first logic level, the state is "1". When the write data is at the second logic level, the state is "2". Then, the data circuit is inputted from outside the memory cell. After holding the second write data and the data read from the memory cell, if the memory cell is in the "1" state and the second write data is at the third logical level, the data When the data circuit holds the memory cell, the memory cell is in the "1" state, and when the data circuit holds that the memory cell is in the "1" state and the second write data is at the fourth logic level, The memory cell is in the "3" state, and when the data circuit holds that the memory cell is in the "2" state and the second write data is at the third logic level, the memory cell is in the "2" state. State, and when the data circuit holds that the memory cell is in the “2” state and the second write data is at the fourth logical level, the memory cell is in the “4” state. Semiconductor storage device.
等しく、第2の論理レベルと第4の論理レベルが等しい
ことを特徴とする請求項24乃至請求項34のいずれか
1項に記載の半導体記憶装置。35. The semiconductor device according to claim 24, wherein the first logic level and the third logic level are equal, and the second logic level and the fourth logic level are equal. The semiconductor memory device according to claim 1.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
とを備えた半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−1”
状態,“m”状態(mは2以上の自然数)を保持する場
合に、データ回路がメモリセルの外部から入力する書き
込みデータ及び、前記メモリセルから読み出されたデー
タを保持した後に、前記データ回路に保持したデータを
基に、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,
“k−1”状態,“k”状態(kはmより大きい自然
数)にすることを特徴とする半導体記憶装置。36. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell including a memory cell to be written and a data circuit for holding write data of the memory cell, wherein the memory cell is in a “1” state, a “2” state,..., “M−1”
When the data circuit holds the state “m” (m is a natural number of 2 or more), the data circuit holds the write data input from outside the memory cell and the data read from the memory cell, Based on the data held in the circuit, the memory cell is set in a “1” state, a “2” state,.
A semiconductor memory device, which is set in a "k-1" state or a "k" state (k is a natural number larger than m).
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは3以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
と、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、データ回路がメモリセルの外部から入力する書き込
みデータを保持した後に、前記データ回路に保持したデ
ータを基に、前記メモリセルを“1”状態,“2”状
態,…,“m−1”状態,“m”状態(mは2以上の自
然数)のいずれかのしきい値レベルにする第1の書き込
みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−1”
状態,“m”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に、データ回路がメモリセルの外部から入力する書き
込みデータ及び、前記メモリセルから読み出されたデー
タを保持した後に、前記データ回路に保持したデータを
基に、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,…,
“k−1”状態,“k”状態(kはmより大きい自然
数)のいずれかのしきい値レベルにする第2の書き込み
モードとを有し、 前記第1の書き込みモードにおける前記バイアス値の増
加幅をΔVpp1、前記第2の書き込みモードにおける
前記バイアス値の増加幅をΔVpp2としたとき、ΔV
pp1<ΔVpp2の関係を満足することを特徴とする
半導体記憶装置。37. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be written; a data circuit that holds write data of the memory cell; a writing unit that supplies a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; Each time a bias is applied to the cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which a bias value increases stepwise in accordance with the number of repetitions when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated. In some cases, after the data circuit holds the write data input from outside the memory cell, the memory cell is set in the “1” state, “2” state,..., “M” based on the data held in the data circuit. A first write mode in which the threshold level is set to one of the -1 "state and the" m "state (m is a natural number of 2 or more); "State, ...," m-1 "
The data circuit holds the write data input from outside the memory cell and the data read from the memory cell when the data circuit is at one of the threshold level of the state and the “m” state. , "2" state,...,
A second write mode in which one of a threshold level of a “k−1” state and a “k” state (k is a natural number larger than m) is provided, and the bias value of the first write mode is When the increase width is ΔVpp1 and the increase width of the bias value in the second write mode is ΔVpp2, ΔVpp1
A semiconductor memory device satisfying a relationship of pp1 <ΔVpp2.
態,“3”状態,…,“m−1”状態,“m”状態のし
きい値分布幅が“m+1”状態,“m+2”状態,…,
“k−1”状態,“k”状態のしきい値分布幅よりも狭
いことを特徴とする請求項36又は請求項37記載の半
導体記憶装置。38. The "1" state is an erase state, and the threshold distribution width of the "2" state, "3" state,..., "M-1" state, "m" state is "m + 1" state, "M + 2" state, ...,
38. The semiconductor memory device according to claim 36, wherein the threshold distribution width in the "k-1" state and the "k" state is narrower.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
とを備えた半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態又は“2”状態を保持する場合
に、データ回路がメモリセルの外部から入力する書き込
みデータ、及び前記メモリセルから読み出されたデータ
を保持した後に、前記データ回路に保持したデータを基
に、前記メモリセルを“1”状態,“2”状態,“3”
状態又は“4”状態にすることを特徴とする半導体記憶
装置。39. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. In a semiconductor memory device including a memory cell to be written and a data circuit that holds write data of the memory cell, when the memory cell holds the “1” state or the “2” state, the data circuit After holding the write data input from the memory cell and the data read from the memory cell, the memory cell is set to the “1” state, the “2” state, the “3” state based on the data held in the data circuit.
A semiconductor memory device in a state or a “4” state.
し、“2”状態は第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態は第3のしきい値レベルを有し、“i”状態(iは
n以下の自然数であり、nは4以上の自然数)は第iの
しきい値レベルを有するようなn値を記憶するメモリセ
ルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
と、 前記メモリセルにバイアスを供給して所望のしきい値レ
ベル間でメモリセルのしきい値をシフトさせる書き込み
手段と、 前記メモリセルに所定時間バイアスが供給された毎に、
所望のしきい値レベル間でメモリセルのしきい値がシフ
トしたか否かを検出して、しきい値がシフトするまで前
記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの供
給を繰り返させるベリファイ手段とを備え、 前記書き込み手段による前記メモリセルへのバイアスの
供給を繰り返す際、繰り返し回数に応じてバイアス値が
段階的に増加する半導体記憶装置において、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、データ回路がメモリセルの外部から入力する書き込
みデータを保持した後に、前記データ回路に保持したデ
ータを基に、前記メモリセルを“1”状態又は“2”状
態のいずれかのしきい値レベルにする第1の書き込みモ
ードと、 メモリセルが“1”状態又は“2”状態のいずれかのし
きい値レベルである場合に、データ回路がメモリセルの
外部から入力する書き込みデータ及び、前記メモリセル
から読み出されたデータを保持した後に、前記データ回
路に保持したデータを基に、前記メモリセルを“1”状
態,“2”状態,“3”状態又は“4”状態のいずれか
のしきい値レベルにする第2の書き込みモードとを有
し、 前記第1の書き込みモードにおける前記バイアス値の増
加幅をΔVpp1、前記第2の書き込みモードにおける
前記バイアス値の増加幅をΔVpp2としたとき、ΔV
pp1<ΔVpp2の関係を満足することを特徴とする
半導体記憶装置。40. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) stores an n value having the i-th threshold level. A memory cell to be written; a data circuit that holds write data of the memory cell; a writing unit that supplies a bias to the memory cell to shift a threshold value of the memory cell between desired threshold levels; Each time a bias is applied to the cell for a predetermined time,
Verifying means for detecting whether the threshold value of the memory cell has shifted between desired threshold levels, and repeating the supply of bias to the memory cell by the writing means until the threshold value shifts; A semiconductor memory device in which a bias value increases stepwise in accordance with the number of repetitions when the supply of bias to the memory cell by the writing means is repeated. In some cases, after the data circuit holds the write data input from outside the memory cell, the memory cell is switched to either the “1” state or the “2” state based on the data held in the data circuit. A first write mode in which the threshold level is set, and a data write mode in which the memory cell is at a threshold level of either the “1” state or the “2” state. After the data circuit holds the write data input from outside the memory cell and the data read from the memory cell, the memory cell sets the memory cell to “1” state, “2” based on the data held in the data circuit. A second write mode in which the threshold level is set to any one of a "state", a "3" state, and a "4" state, wherein the increase in the bias value in the first write mode is ΔVpp1, 2, when the increasing width of the bias value in the write mode 2 is ΔVpp2,
A semiconductor memory device satisfying a relationship of pp1 <ΔVpp2.
態のしきい値分布幅が“3”状態及び“4”状態のしき
い値分布幅よりも狭いことを特徴とする請求項39又は
請求項40記載の半導体記憶装置。41. A state wherein the "1" state is an erased state, and the threshold distribution width of the "2" state is narrower than the threshold distribution widths of the "3" state and the "4" state. 41. The semiconductor memory device according to claim 39 or 40.
リセルアレイを構成することを特徴とする請求項1乃至
請求項41のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。42. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory cells share a word line to form a memory cell array.
リセルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
とを備えた半導体記憶装置において、 前記複数ビットのデータのうち先にメモリセルに書き込
まれるものを上位ビットのデータ、後にメモリセルに書
き込まれるものを下位ビットのデータとしたとき、 データ回路にメモリセルの外部から第1の書き込みデー
タが入力されて一時的に記憶された後前記上位ビットの
データの書き込み動作が行なわれ、前記上位ビットのデ
ータの書き込み動作の終了後に、前記データ回路にメモ
リセルの外部から第2の書き込みデータが入力されて一
時的に記憶された後前記下位ビットのデータの書き込み
動作が行なわれることを特徴とする半導体記憶装置。43. A semiconductor memory device comprising: a memory cell capable of storing a plurality of bits of data; and a data circuit for holding write data of the memory cell, wherein the plurality of bits of data are first stored in a memory cell. When data to be written is upper bit data and data to be written to the memory cell later is lower bit data, the first write data is input to the data circuit from outside the memory cell and temporarily stored. An upper bit data write operation is performed, and after the upper bit data write operation is completed, the second write data is input to the data circuit from outside the memory cell and temporarily stored, and then the lower circuit is written. A semiconductor memory device in which a bit data write operation is performed.
は、前記データ回路がメモリセルの外部から入力された
第2の書き込みデータ及び、前記メモリセルから読み出
された前記上位ビットのデータを保持した後に行なわれ
ることを特徴とする請求項43記載の半導体記憶装置。44. The write operation of the lower bit data, wherein the data circuit holds second write data inputted from outside the memory cell and data of the upper bit read from the memory cell. 44. The semiconductor memory device according to claim 43, which is performed later.
リセルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
とを備え、 所定の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が書き
込み単位となるページを形成する半導体記憶装置におい
て、 前記複数ビットのデータのうち先にメモリセルに書き込
まれるものを上位ビットのデータ、後にメモリセルに書
き込まれるものを下位ビットのデータとし、前記ページ
を形成するメモリセル群のそれぞれに対し前記複数ビッ
トのデータを書き込むに当り、前記上位ビットのデータ
の書き込みを行なう動作を上位ページの書き込み動作、
前記下位ビットのデータの書き込みを行なう動作を下位
ページの書き込み動作としたとき、 前記ページを形成する各メモリセル群のそれぞれについ
て、上位ページの書き込み動作が終了した後下位ページ
の書き込み動作が開始されることを特徴とする半導体記
憶装置。45. A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, and a data circuit for holding write data of the memory cell, wherein a memory cell group including a plurality of predetermined memory cells is a write unit. In a semiconductor memory device for forming a page, a memory for forming the page, wherein data to be written to a memory cell first is data of an upper bit, and data to be written to a memory cell later is data of a lower bit. In writing the plurality of bits of data to each of the cells, the operation of writing the upper bits of data is referred to as an upper page write operation.
When the operation of writing the data of the lower bits is a write operation of the lower page, the write operation of the lower page is started after the write operation of the upper page is completed for each memory cell group forming the page. A semiconductor memory device characterized by the following.
第1の書き込みデータが入力されて一時的に記憶された
後前記上位ページの書き込み動作が行なわれ、次いで前
記データ回路にメモリセルの外部から第2の書き込みデ
ータが入力されて一時的に記憶された後前記下位ページ
の書き込み動作が行なわれることを特徴とする請求項4
5記載の半導体記憶装置。46. A write operation of the upper page is performed after first write data is inputted to the data circuit from outside the memory cell and temporarily stored therein, and then the data circuit is supplied to the data circuit from outside the memory cell. 5. The write operation of the lower page is performed after the second write data is input and temporarily stored.
6. The semiconductor memory device according to 5.
からなるメモリセル群に対応して複数個設けられている
ことを特徴とする請求項45又は請求項46記載の半導
体記憶装置。47. The semiconductor memory device according to claim 45, wherein a plurality of said data circuits are provided corresponding to a memory cell group comprising a plurality of memory cells.
リセルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータに応じて前
記メモリセルへの書き込み動作を行なう書き込み手段
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータが前記メモ
リセルに書き込まれたか否かを検出して、所望の書き込
みが行なわれたことが検出されるまで前記書き込み手段
による前記メモリセルへの書き込み動作を繰り返させる
ベリファイ手段とを備えた半導体記憶装置において、 前記複数ビットのデータのうち先にメモリセルに書き込
まれるものを上位ビットのデータ、後にメモリセルに書
き込まれるものを下位ビットのデータとしたとき、 前記上位ビットのデータについて前記書き込み手段によ
るメモリセルへの書き込み動作を行ない、所望の書き込
みが行なわれたことを前記ベリファイ手段で検出した
後、前記下位ビットのデータについて前記書き込み手段
によるメモリセルへの書き込み動作が行なわれることを
特徴とする半導体記憶装置。48. A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and a write operation to the memory cell in accordance with the write data held in the data circuit Writing means for performing the following operations: detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cell, and detecting whether the desired writing has been performed; Verifying means for repeating the write operation to the memory cell, wherein the data of the plurality of bits which is first written to the memory cell is the data of the upper bit, and the data which is written to the memory cell later is the data of the lower bit. When the data is used, the data of the upper bits is determined by the writing unit. A semiconductor memory device, wherein a write operation to a memory cell is performed, and after the verify means detects that a desired write has been performed, a write operation to the memory cell by the write means is performed on the lower-order bit data. Storage device.
は、前記上位ビットのデータが書き込まれた後、前記デ
ータ回路がメモリセルの外部から入力された書き込みデ
ータ及び、前記メモリセルから読み出された前記上位ビ
ットのデータを保持した後に行なわれることを特徴とす
る請求項48記載の半導体記憶装置。49. The write operation of data of the lower bits is such that, after the data of the upper bits are written, the data circuit reads write data inputted from outside the memory cell and read data from the memory cell. 49. The semiconductor memory device according to claim 48, wherein the operation is performed after holding the upper bit data.
リセルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータに応じて前
記メモリセルへの書き込み動作を行なう書き込み手段
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータが前記メモ
リセルに書き込まれたか否かを検出して、所望の書き込
みが行なわれたことが検出されるまで前記書き込み手段
による前記メモリセルへの書き込み動作を繰り返させる
ベリファイ手段とを備え、 所定の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が書き
込み単位となるページを形成する半導体記憶装置におい
て、 前記複数ビットのデータのうち先にメモリセルに書き込
まれるものを上位ビットのデータ、後にメモリセルに書
き込まれるものを下位ビットのデータとし、前記ページ
を形成するメモリセル群のそれぞれに対し前記複数ビッ
トのデータを書き込むに当り、前記上位ビットのデータ
の書き込みを行なう動作を上位ページの書き込み動作、
前記下位ビットのデータの書き込みを行なう動作を下位
ページの書き込み動作としたとき、 前記ページを形成する各メモリセル群のそれぞれについ
て、前記書き込み手段による上位ページの書き込み動作
を行ない、メモリセル群の全てのメモリセルで所望の書
き込みが行なわれたことを前記ベリファイ手段で検出し
た後、前記書き込み手段による下位ページの書き込み動
作が行なわれることを特徴とする半導体記憶装置。50. A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and a write operation to the memory cell according to the write data held in the data circuit. Writing means for performing the following operations: detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cell, and detecting whether the desired writing has been performed; Verifying means for repeating a write operation to a memory cell group, wherein a memory cell group consisting of a predetermined plurality of memory cells forms a page as a write unit, wherein the memory cell The data written to the memory cell is the upper bit data, and the data written to the memory cell later is the lower bit. A bit of data, per the write data of the plurality of bits for each memory cell group to form said pages, the write operation of the upper page operation for writing data of the upper bits,
When the operation of writing the data of the lower bits is a write operation of a lower page, a write operation of an upper page is performed by the write unit for each of the memory cell groups forming the page, and all of the memory cell groups are written. A write operation of a lower page is performed by the write unit after the verify unit detects that desired write has been performed in the memory cell.
上位ページの書き込み動作の後、前記データ回路がメモ
リセルの外部から入力された書き込みデータ及び、前記
メモリセルから読み出されたデータを保持した後に行な
われることを特徴とする請求項50記載の半導体記憶装
置。51. In the lower page write operation, after the upper page write operation, the data circuit holds write data input from outside the memory cell and data read from the memory cell. 51. The semiconductor memory device according to claim 50, which is performed later.
からなるメモリセル群に対応して複数個設けられている
ことを特徴とする請求項50又は請求項51記載の半導
体記憶装置。52. The semiconductor memory device according to claim 50, wherein a plurality of said data circuits are provided corresponding to a memory cell group including a plurality of memory cells.
リセル群が書き込み単位となるページを形成する半導体
記憶装置において、 前記メモリセルは複数ビットのデータの記憶が可能なn
値(nは3以上の自然数)記憶メモリセルであり、 第p(pは1以上の自然数)の書き込み動作及び第p+
1の書き込み動作による前記メモリセルへの複数ビット
のデータの書き込みの際、第1のページに属する第1の
メモリセルの前記複数ビットのうちの第1のビットに第
1の書き込みデータに基づき第pの書き込み動作を行な
い、第2のページに属する第2のメモリセルの前記複数
ビットのうちの第1のビットに第2の書き込みデータに
基づき第pの書き込み動作を行なった後、前記第1のメ
モリセルの前記複数ビットのうちの第2のビットに第3
の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み動作を行
なうことを特徴とする半導体記憶装置。53. A semiconductor memory device in which a memory cell group consisting of a predetermined plurality of memory cells forms a page serving as a write unit, wherein the memory cell is capable of storing a plurality of bits of data.
Value (n is a natural number of 3 or more) storage memory cell, and a p-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and p +
When by one write operation of the plurality of bits of data writing into the memory cell, the first based on the first write data to the first bit of said plurality of bits of the first memory cells belonging to the first page p write operation, and the plurality of second memory cells belonging to the second page
After performing the p-th write operation on the first bit of the bits based on the second write data, the third bit is set on the second bit of the plurality of bits of the first memory cell.
And a p + 1-th write operation based on the write data.
リセルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータに応じて前
記メモリセルへの書き込み動作を行なう書き込み手段
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータが前記メモ
リセルに書き込まれたか否かを検出して、所望の書き込
みが行なわれたことが検出されるまで前記書き込み手段
による前記メモリセルへの書き込み動作を繰り返させる
ベリファイ手段とを備え、 所定の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が書き
込み単位となるページを形成する半導体記憶装置におい
て、 第p(pは1以上の自然数)の書き込み動作及び第p+
1の書き込み動作による前記メモリセルへの複数ビット
のデータの書き込みの際、第1のページに属する第1の
メモリセルの前記複数ビットのうちの第1のビットに第
1の書き込みデータに基づき第pの書き込み動作を行な
い、第2のページに属する第2のメモリセルの前記複数
ビットのうちの第1のビットに第2の書き込みデータに
基づき第pの書き込み動作を行なった後、前記第1のメ
モリセルの前記複数ビットのうちの第2のビットに第3
の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み動作を行
なうことを特徴とする半導体記憶装置。54. A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and a write operation to the memory cell in accordance with the write data held in the data circuit Writing means for performing the following operations: detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cell, and detecting whether the desired writing has been performed; A verifying means for repeating a write operation to the memory cell, wherein a memory cell group including a plurality of predetermined memory cells forms a page serving as a write unit, wherein a p-th (p is a natural number of 1 or more) Write operation and p +
When by one write operation of the plurality of bits of data writing into the memory cell, the first based on the first write data to the first bit of said plurality of bits of the first memory cells belonging to the first page p write operation, and the plurality of second memory cells belonging to the second page
After performing the p-th write operation on the first bit of the bits based on the second write data, the third bit is set on the second bit of the plurality of bits of the first memory cell.
And a p + 1-th write operation based on the write data.
のうちの第2のビットへの第p+1の書き込み動作に引
き続いて、前記第2のメモリセルの前記複数ビットのう
ちの第2のビットに第4の書き込みデータに基づき第p
+1の書き込み動作を行なうことを特徴とする請求項5
3又は請求項54記載の半導体記憶装置。55. The plurality of bits of the first memory cell
Of the plurality of bits of the second memory cell following the (p + 1) th write operation to the second bit of the second memory cell.
The p based on the fourth write data to the second bit Chino
The write operation of +1 is performed.
The semiconductor memory device according to claim 3 or 54.
の第pの書き込み動作の結果、第1のメモリセルの第1
のビットに所望の書き込みが行なわれたことを前記ベリ
ファイ手段で検出した後、前記書き込み手段による前記
第2のメモリセルの第1のビットへの第pの書き込み動
作が行なわれることを特徴とする請求項54記載の半導
体記憶装置。56. A result of the p write operation to the first bit of the first memory cell, a first first memory cell
After the verifying means detects that desired writing has been performed on the first bit , a p-th writing operation to the first bit of the second memory cell by the writing means is performed. 55. The semiconductor memory device according to claim 54.
の第pの書き込み動作の結果、第2のメモリセルの第1
のビットに所望の書き込みが行なわれたことを前記ベリ
ファイ手段で検出した後、前記書き込み手段による前記
第1のメモリセルの第2のビットへの第p+1の書き込
み動作が行なわれることを特徴とする請求項54記載の
半導体記憶装置。57. As a result of the p-th write operation to the first bit of the second memory cell , the first write operation of the second memory cell is performed.
After the verifying means detects that desired writing has been performed on the bits of the first memory cell , the writing means performs a (p + 1) -th write operation on the second bit of the first memory cell . 55. The semiconductor memory device according to claim 54.
み動作であり、前記第p+1の書き込み動作が第2の書
き込み動作であることを特徴とする請求項53乃至請求
項57のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。58. The write operation according to claim 53, wherein the p-th write operation is a first write operation, and the (p + 1) -th write operation is a second write operation. 13. The semiconductor memory device according to item 9.
しきい値レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レ
ベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有
し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、nは3以
上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するようなn
値を記憶するものであり、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて前記第1の書き込みが行なわれ、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,…,“m−1”状態,
“m”状態(mは2以上の自然数)のいずれかのしきい
値レベルにする第1の書き込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−1”
状態,“m”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に前記第2の書き込みが行なわれ、メモリセルの外部
から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい値レ
ベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”
状態,…,“k−1”状態,“k”状態(kはmより大
きい自然数)のいずれかのしきい値レベルにする第2の
書き込みモードとを有することを特徴とする請求項58
記載の半導体記憶装置。59. The memory cell has a "1" state having a first threshold level, a "2" state having a second threshold level, and a "3" state having a third threshold level. A "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) having a threshold level,
When the memory cell is at the threshold level of the "1" state, the first write is performed based on write data input from outside the memory cell, and the memory cell is reset. "1" state, "2" state, ..., "m-1" state,
A first write mode for setting any one of the threshold levels in the “m” state (m is a natural number of 2 or more), and the memory cells in the “1” state, the “2” state,.
The second write is performed when the threshold level is any one of the state and the "m" state, and based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell, the second write is performed. Cell in "1" state, "2"
58. A second write mode having a threshold level of any one of a state,..., A “k−1” state, and a “k” state (k is a natural number greater than m).
13. The semiconductor memory device according to claim 1.
しきい値レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レ
ベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有
し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、nは4以
上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するようなn
値を記憶するものであり、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に前記第pの書き込みが行な
われ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状態,
“s”状態(sはrより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j(jは2以上の自然数)の書き
込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“s−1”
状態,“s”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に前記第p+1の書き込みが行なわれ、メモリセルの
外部から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい
値レベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,
“2”状態,…,“t−1”状態,“t”状態(tはs
より大きい自然数)のいずれかのしきい値レベルにする
第j+1の書き込みモードとを有することを特徴とする
請求項53乃至請求項57のいずれか1項に記載の半導
体記憶装置。60. The memory cell, wherein the "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and the "3" state has a third threshold level. A "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) having a threshold level
, "R-1", "1" state, "2" state,.
The p-th write is performed when the threshold level is any one of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more), and the write data input from outside the memory cell and the threshold of the memory cell are written. .., “S−1” state,..., “2” state,.
A j-th (j is a natural number of 2 or more) write mode for setting any one of the threshold levels in the “s” state (s is a natural number greater than r), and the “1” state, the “2” state, ..., "s-1"
The (p + 1) -th write is performed when the threshold level is any one of the state and the "s" state, and the memory is determined based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell. Cell in "1" state,
, "T-1" state, "t" state (t is s
58. The semiconductor memory device according to claim 53, further comprising: a (j + 1) -th write mode in which one of the threshold levels is set to (a larger natural number).
リセル群が書き込み単位となるページを形成する半導体
記憶装置において、 前記メモリセルは複数ビットのデータの記憶が可能なn
値(nは3以上の自然数)記憶メモリセルであり、 第p(pは1以上の自然数)の書き込み動作及び第p+
1の書き込み動作による前記メモリセルへの複数ビット
のデータの書き込みの際、第1のページに属するメモリ
セル群の前記複数ビットのうちの第1のビットに第1の
書き込みデータに基づき第pの書き込み動作を行ない、
第2のページに属するメモリセル群の前記複数ビットの
うちの第1のビットに第2の書き込みデータに基づき第
pの書き込み動作を行なった後、前記第1のページに属
するメモリセル群の前記複数ビットのうちの第2のビッ
トに第3の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み
動作を行なうことを特徴とする半導体記憶装置。61. A semiconductor memory device in which a memory cell group consisting of a predetermined plurality of memory cells forms a page serving as a writing unit, wherein the memory cell is capable of storing a plurality of bits of data.
Value (n is a natural number of 3 or more) storage memory cell, and a p-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and p +
When writing a plurality of bits of data into the memory cell by the write operation of No. 1, the first bit of the plurality of bits of the plurality of memory cells belonging to the first page is assigned to the p-th data based on the first write data. Perform a write operation,
Of the plurality of bits of the memory cell group belonging to the second page.
After the first bit of the out was performed first p write operation based on the second write data, a second bit of said plurality of bits of memory cells belonging to the first page
And a p + 1-th write operation based on third write data.
リセルと、 前記メモリセルの書き込みデータを保持するデータ回路
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータに応じて前
記メモリセルへの書き込み動作を行なう書き込み手段
と、 前記データ回路に保持された書き込みデータが前記メモ
リセルに書き込まれたか否かを検出して、所望の書き込
みが行なわれたことが検出されるまで前記書き込み手段
による前記メモリセルへの書き込み動作を繰り返させる
ベリファイ手段とを備え、 所定の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が書き
込み単位となるページを形成する半導体記憶装置におい
て、 第p(pは1以上の自然数)の書き込み動作及び第p+
1の書き込み動作による前記メモリセルへの複数ビット
のデータの書き込みの際、第1のページに属するメモリ
セル群の前記複数ビットのうちの第1のビットに第1の
書き込みデータに基づき第pの書き込み動作を行ない、
第2のページに属するメモリセル群の前記複数ビットの
うちの第1のビットに第2の書き込みデータに基づき第
pの書き込み動作を行なった後、前記第1のページに属
するメモリセル群の前記複数ビットのうちの第2のビッ
トに第3の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み
動作を行なうことを特徴とする半導体記憶装置。62. A memory cell capable of storing a plurality of bits of data, a data circuit holding write data of the memory cell, and a write operation to the memory cell in accordance with the write data held in the data circuit Writing means for performing the following operations: detecting whether or not write data held in the data circuit has been written to the memory cell, and detecting whether the desired writing has been performed; A verifying means for repeating a write operation to the memory cell, wherein a memory cell group including a plurality of predetermined memory cells forms a page serving as a write unit, wherein a p-th (p is a natural number of 1 or more) Write operation and p +
When writing a plurality of bits of data into the memory cell by the write operation of No. 1, the first bit of the plurality of bits of the plurality of memory cells belonging to the first page is assigned to the p-th data based on the first write data. Perform a write operation,
Of the plurality of bits of the memory cell group belonging to the second page.
After the first bit of the out was performed first p write operation based on the second write data, a second bit of said plurality of bits of memory cells belonging to the first page
And a p + 1-th write operation based on third write data.
の前記複数ビットのうちの第2のビットへの第p+1の
書き込み動作に引き続いて、前記第2のページに属する
メモリセル群の前記複数ビットのうちの第2のビットに
第4の書き込みデータに基づき第p+1の書き込み動作
を行なうことを特徴とする請求項61又は請求項62記
載の半導体記憶装置。63. A memory cell group belonging to the first page
Following the first p + 1 of the write operation to the second bit of said plurality of bits, the fourth write data to the second bit of said plurality of bits of memory cells belonging to the second page 63. The semiconductor memory device according to claim 61, wherein a p + 1-th write operation is performed based on the write operation.
の第1のビットへの第pの書き込み動作の結果、第1の
ページを形成するメモリセル群の全てのメモリセルの第
1のビットで所望の書き込みが行なわれたことを前記ベ
リファイ手段で検出した後、前記書き込み手段による前
記第2のページに属するメモリセル群の第1のビットへ
の第pの書き込み動作が行なわれることを特徴とする請
求項62記載の半導体記憶装置。64. A memory cell group belonging to the first page
As a result of the p-th write operation to the first bit of the memory cell group, the memory cells of the memory cell group forming the first page
After the verifying means detects that the desired writing has been performed with one bit , the writing means performs a p-th writing operation on the first bit of the memory cell group belonging to the second page. 63. The semiconductor memory device according to claim 62, wherein:
の第1のビットへの第pの書き込み動作の結果、第2の
ページを形成するメモリセル群の全てのメモリセルの第
1のビットで所望の書き込みが行なわれたことを前記ベ
リファイ手段で検出した後、前記書き込み手段による前
記第1のページに属するメモリセル群の第2のビットへ
の第p+1の書き込み動作が行なわれることを特徴とす
る請求項62記載の半導体記憶装置。65. A memory cell group belonging to the second page
As a result of the p-th write operation to the first bit of the memory cell group, the memory cells in the memory cell group forming the second page
After the verifying unit detects that the desired writing has been performed with one bit , the writing unit performs the (p + 1) th writing operation on the second bit of the memory cell group belonging to the first page. 63. The semiconductor memory device according to claim 62, wherein:
み動作であり、前記第p+1の書き込み動作が第2の書
き込み動作であることを特徴とする請求項61乃至請求
項65のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。66. The method according to claim 61, wherein the p-th write operation is a first write operation, and the (p + 1) -th write operation is a second write operation. 13. The semiconductor memory device according to item 9.
しきい値レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レ
ベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有
し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、nは3以
上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するようなn
値を記憶するものであり、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて前記第1の書き込みが行なわれ、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,…,“m−1”状態,
“m”状態(mは2以上の自然数)のいずれかのしきい
値レベルにする第1の書き込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−1”
状態,“m”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に前記第2の書き込みが行なわれ、メモリセルの外部
から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい値レ
ベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”
状態,…,“k−1”状態,“k”状態(kはmより大
きい自然数)のいずれかのしきい値レベルにする第2の
書き込みモードとを有することを特徴とする請求項66
記載の半導体記憶装置。67. The memory cell, wherein a "1" state has a first threshold level, a "2" state has a second threshold level, and a "3" state has a third threshold level. A "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) having a threshold level,
When the memory cell is at the threshold level of the "1" state, the first write is performed based on write data input from outside the memory cell, and the memory cell is reset. "1" state, "2" state, ..., "m-1" state,
A first write mode for setting any one of the threshold levels in the “m” state (m is a natural number of 2 or more), and the memory cells in the “1” state, the “2” state,.
The second write is performed when the threshold level is any one of the state and the "m" state, and based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell, the second write is performed. Cell in "1" state, "2"
66. A second write mode having a threshold level of any one of a state,..., A “k−1” state, and a “k” state (k is a natural number greater than m).
13. The semiconductor memory device according to claim 1.
しきい値レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レ
ベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有
し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、nは4以
上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するようなn
値を記憶するものであり、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に前記第pの書き込みが行な
われ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状態,
“s”状態(sはrより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j(jは2以上の自然数)の書き
込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“s−1”
状態,“s”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に前記第p+1の書き込みが行なわれ、メモリセルの
外部から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい
値レベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,
“2”状態,…,“t−1”状態,“t”状態(tはs
より大きい自然数)のいずれかのしきい値レベルにする
第j+1の書き込みモードとを有することを特徴とする
請求項61乃至請求項65のいずれか1項に記載の半導
体記憶装置。68. The memory cell, wherein the "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and the "3" state has a third threshold level. A "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) having a threshold level
, "R-1", "1" state, "2" state,.
The p-th write is performed when the threshold level is any one of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more), and the write data input from outside the memory cell and the threshold of the memory cell are written. .., “S−1” state,..., “2” state,.
A j-th (j is a natural number of 2 or more) write mode for setting any one of the threshold levels in the “s” state (s is a natural number greater than r), and the “1” state, the “2” state, ..., "s-1"
The (p + 1) -th write is performed when the threshold level is any one of the state and the "s" state, and the memory is determined based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell. Cell in "1" state,
, "T-1" state, "t" state (t is s
66. The semiconductor memory device according to claim 61, further comprising: a (j + 1) th write mode in which any one of the threshold levels is set to (a larger natural number).
に対しそれぞれ前記第pの書き込み動作が行なわれた
後、第1のページに属するメモリセル群の第2のビット
への前記第p+1の書き込み動作が行なわれることを特
徴とする請求項61乃至請求項68のいずれか1項に記
載の半導体記憶装置。69. After the p-th write operation is performed on the memory cells belonging to all pages in the device, the memory cell group belonging to the first page is transferred to the second bit . 69. The semiconductor memory device according to claim 61, wherein the (p + 1) th write operation is performed.
た回数が各ページ毎に記憶され、この回数に基づいて書
き込み順が決定されることを特徴とする請求項53乃至
請求項69のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。70. The number of times the (p + 1) th write operation has been performed is stored for each page, and the order of writing is determined based on the number of times. 2. The semiconductor memory device according to claim 1.
のワード線を共有するとともに、前記ワード線を共有す
る所定の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が、
書き込み単位となるページを形成することを特徴とする
請求項43乃至請求項70のいずれか1項に記載の半導
体記憶装置。71. A memory cell group comprising a predetermined plurality of memory cells sharing a single word line and a plurality of predetermined memory cells sharing the word line.
71. The semiconductor memory device according to claim 43, wherein a page serving as a writing unit is formed.
リセルを備えた半導体記憶装置を複数個記憶部として具
備した記憶システムにおいて、 前記メモリセルは、各半導体記憶装置毎にそれぞれ所定
の複数個のメモリセルからなるメモリセル群が書き込み
単位となるページを形成し、 第p(pは1以上の自然数)の書き込み動作及び第p+
1の書き込み動作による前記メモリセルへの複数ビット
のデータの書き込みの際、第1の半導体記憶装置内のペ
ージに属するメモリセル群の前記複数ビットのうちの第
1のビットに第1の書き込みデータに基づき第pの書き
込み動作を行ない、第2の半導体記憶装置内のページに
属するメモリセル群の前記複数ビットのうちの第1のビ
ットに第2の書き込みデータに基づき第pの書き込み動
作を行なった後、前記第1の半導体記憶装置内のページ
に属するメモリセル群の前記複数ビットのうちの第2の
ビットに第3の書き込みデータに基づき第p+1の書き
込み動作を行なうことを特徴とする記憶システム。72. A storage system comprising a plurality of semiconductor memory devices each having a memory cell capable of storing data of a plurality of bits as a plurality of storage units, wherein a plurality of said memory cells are provided for each semiconductor memory device. A page as a write unit is formed by a memory cell group consisting of memory cells of the p-th (p is a natural number of 1 or more) write operation and p +
When writing a plurality of bits of data to the memory cell by the write operation of No. 1, the first bit of the plurality of bits of the memory cell group belonging to the page in the first semiconductor memory device
A p-th write operation is performed on one bit based on the first write data, and a first bit of the plurality of bits of the memory cell group belonging to the page in the second semiconductor memory device is performed.
After the p-th write operation is performed on the basis of the second write data, the second of the plurality of bits of the memory cell group belonging to the page in the first semiconductor memory device is read .
A storage system, wherein a (p + 1) -th write operation is performed on a bit based on third write data.
属するメモリセル群の前記複数ビットのうちの第2のビ
ットへの第p+1の書き込み動作に引き続いて、前記第
2の半導体記憶装置内のページに属するメモリセル群の
前記複数ビットのうちの第2のビットに第4の書き込み
データに基づき第p+1の書き込み動作を行なうことを
特徴とする請求項72記載の記憶システム。73. A second bit of the plurality of bits of a memory cell group belonging to a page in the first semiconductor memory device.
Following the p + 1 of the write operation to Tsu bets, the memory cell group belonging to a page within the second semiconductor memory device
73. The storage system according to claim 72, wherein a (p + 1) -th write operation is performed on a second bit of the plurality of bits based on fourth write data.
ージに属するメモリセル群のみに前記第p+1の書き込
み動作を行なった後、前記第2の半導体記憶装置内のペ
ージに属するメモリセル群に第p+1の書き込み動作を
行なうことを特徴とする請求項73記載の記憶システ
ム。74. A memory cell belonging to a page in the second semiconductor memory device after performing the (p + 1) th write operation only on a memory cell group belonging to a part of the page in the first semiconductor memory device. 74. The storage system according to claim 73, wherein a (p + 1) -th write operation is performed on the group.
み動作であり、前記第p+1の書き込み動作が第2の書
き込み動作であることを特徴とする請求項72乃至請求
項74のいずれか1項に記載の記憶システム。75. The write operation according to claim 72, wherein the p-th write operation is a first write operation, and the p + 1-th write operation is a second write operation. The storage system according to item.
しきい値レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レ
ベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有
し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、nは3以
上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するようなn
値を記憶するものであり、 メモリセルが“1”状態のしきい値レベルである場合
に、メモリセルの外部から入力する書き込みデータに基
づいて前記第1の書き込みが行なわれ、前記メモリセル
を“1”状態,“2”状態,…,“m−1”状態,
“m”状態(mは2以上の自然数)のいずれかのしきい
値レベルにする第1の書き込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“m−1”
状態,“m”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に前記第2の書き込みが行なわれ、メモリセルの外部
から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい値レ
ベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,“2”
状態,…,“k−1”状態,“k”状態(kはmより大
きい自然数)のいずれかのしきい値レベルにする第2の
書き込みモードとを有することを特徴とする請求項75
記載の記憶システム。76. The memory cell, wherein the "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and the "3" state has a third threshold level. A "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 3) having a threshold level,
When the memory cell is at the threshold level of the "1" state, the first write is performed based on write data input from outside the memory cell, and the memory cell is reset. "1" state, "2" state, ..., "m-1" state,
A first write mode for setting any one of the threshold levels in the “m” state (m is a natural number of 2 or more), and the memory cells in the “1” state, the “2” state,.
The second write is performed when the threshold level is any one of the state and the "m" state, and based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell, the second write is performed. Cell in "1" state, "2"
76. A second write mode for setting a threshold level of any one of a state,..., A “k−1” state, and a “k” state (k is a natural number larger than m).
The storage system of any of the preceding claims.
しきい値レベルを有し、“2”状態は第2のしきい値レ
ベルを有し、“3”状態は第3のしきい値レベルを有
し、“i”状態(iはn以下の自然数であり、nは4以
上の自然数)は第iのしきい値レベルを有するようなn
値を記憶するものであり、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“r−1”
状態,“r”状態(rは2以上の自然数)のいずれかの
しきい値レベルである場合に前記第pの書き込みが行な
われ、メモリセルの外部から入力する書き込みデータと
メモリセルのしきい値レベルに基づいて、前記メモリセ
ルを“1”状態,“2”状態,…,“s−1”状態,
“s”状態(sはrより大きい自然数)のいずれかのし
きい値レベルにする第j(jは2以上の自然数)の書き
込みモードと、 メモリセルが“1”状態,“2”状態,…,“s−1”
状態,“s”状態のいずれかのしきい値レベルである場
合に前記第p+1の書き込みが行なわれ、メモリセルの
外部から入力する書き込みデータとメモリセルのしきい
値レベルに基づいて、前記メモリセルを“1”状態,
“2”状態,…,“t−1”状態,“t”状態(tはs
より大きい自然数)のいずれかのしきい値レベルにする
第j+1の書き込みモードとを有することを特徴とする
請求項72乃至請求項74のいずれか1項に記載の記憶
システム。77. The memory cell has a "1" state having a first threshold level, a "2" state having a second threshold level, and a "3" state having a third threshold level. A "i" state (i is a natural number less than or equal to n and n is a natural number greater than or equal to 4) having a threshold level
, "R-1", "1" state, "2" state,.
The p-th write is performed when the threshold level is any one of the state and the “r” state (r is a natural number of 2 or more), and the write data input from outside the memory cell and the threshold of the memory cell are written. .., “S−1” state,..., “2” state,.
A j-th (j is a natural number of 2 or more) write mode for setting any one of the threshold levels in the “s” state (s is a natural number greater than r), and the “1” state, the “2” state, ..., "s-1"
The (p + 1) -th write is performed when the threshold level is any one of the state and the "s" state, and the memory is determined based on the write data input from outside the memory cell and the threshold level of the memory cell. Cell in "1" state,
, "T-1" state, "t" state (t is s
75. The storage system according to any one of claims 72 to 74, further comprising: a (j + 1) th write mode in which any one of the threshold levels is set to (a larger natural number).
内の全ページに属するメモリセル群の第1のビットに対
しそれぞれ前記第pの書き込み動作が行なわれた後、第
1の半導体記憶装置内のページに属するメモリセル群の
第2のビットへの前記第p+1の書き込み動作が行なわ
れることを特徴とする請求項72乃至請求項77のいず
れか1項に記載の記憶システム。78. After the p-th write operation is performed on the first bits of the memory cell group belonging to all pages in all the semiconductor memory devices forming the storage unit, the first semiconductor memory device the inner group of memory cells belonging to the page of
78. The storage system according to claim 72, wherein the (p + 1) -th write operation to a second bit is performed.
段をさらに具備することを特徴とする請求項72乃至請
求項78のいずれか1項に記載の記憶システム。79. The storage system according to claim 72, further comprising means for controlling an operation of said semiconductor memory device.
段が、前記ページを形成する各メモリセル群への書き込
み順を制御することを特徴とする請求項79記載の記憶
システム。80. The storage system according to claim 79, wherein said means for controlling the operation of said semiconductor memory device controls the order of writing to each memory cell group forming said page.
ることを特徴とする請求項80記載の記憶システム。81. The storage system according to claim 80, wherein said write order is determined in page units.
ことを特徴とする請求項80記載の記憶システム。82. The storage system according to claim 80, wherein said write order is determined for each device.
し、“2”状態が第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態が第3のしきい値レベルを有し、“4”状態が第4
のしきい値レベルを有するような4値を記憶するメモリ
セルを備えた半導体記憶装置において、 “1”状態は消去状態であり、 第1の書き込み動作に際し、第1の書き込みデータが第
1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状態を保
ち、第1の書き込みデータが第2の論理レベルの場合に
はメモリセルは“2”状態となり、 前記第1の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリ
セルは第2の書き込み動作に際し、第2の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状
態を保ち、第2の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“3”状態となり、 前記第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリ
セルは第2の書き込み動作に際し、第2の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“2”状
態を保ち、第2の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“4”状態となることを特徴とする半導体記憶
装置。83. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the “4” state is the fourth threshold level.
In a semiconductor memory device having a memory cell storing a quaternary value having a threshold level of “1”, the “1” state is an erased state, and the first write data is changed to the first write data during the first write operation. When the logic level is at the logic level, the memory cell maintains the "1" state. When the first write data is at the second logic level, the memory cell is at the "2" state. As a result of the first write operation, "1" In the second write operation, when the second write data is at the first logical level, the memory cell maintains the "1" state, and the second write data is at the second logical level. In the case of, the memory cell which is in the state "3" as a result of the first write operation is in the state "2" during the second write operation. Cell is A semiconductor memory device, which maintains a "2" state and enters a "4" state when second write data is at a second logical level.
2、前記第3及び前記第4のしきい値レベルの順で大き
いあるいは小さいことを特徴とする請求項83記載の半
導体記憶装置。84. The semiconductor memory according to claim 83, wherein the value of the threshold level is larger or smaller in the order of said first, second, third and fourth threshold levels. apparatus.
3、前記第2及び前記第4のしきい値レベルの順で大き
いあるいは小さいことを特徴とする請求項83記載の半
導体記憶装置。85. The semiconductor memory according to claim 83, wherein the value of the threshold level is larger or smaller in the order of said first, third, second and fourth threshold levels. apparatus.
し、“2”状態が第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態が第3のしきい値レベルを有し、“4”状態が第4
のしきい値レベルを有し、“5”状態が第5のしきい値
レベルを有し、“6”状態が第6のしきい値レベルを有
し、“7”状態が第7のしきい値レベルを有し、“8”
状態が第8のしきい値レベルを有するような8値を記憶
するメモリセルを備えた半導体記憶装置において、 “1”状態は消去状態であり、 第1の書き込み動作に際し、第1の書き込みデータが第
1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状態を保
ち、第1の書き込みデータが第2の論理レベルの場合に
はメモリセルは“2”状態となり、 前記第1の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリ
セルは第2の書き込み動作に際し、第2の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状
態を保ち、第2の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“3”状態となり、 前記第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリ
セルは第2の書き込み動作に際し、第2の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“2”状
態を保ち、第2の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“4”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“5”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“2”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“6”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“3”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“3”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“7”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“4”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“4”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“8”状態となることを特徴とする半導体記憶
装置。86. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the “4” state is the fourth threshold level.
The "5" state has a fifth threshold level, the "6" state has a sixth threshold level, and the "7" state has a seventh threshold level. Has threshold level, "8"
In a semiconductor memory device including a memory cell storing an octal value whose state has an eighth threshold level, a "1" state is an erased state, and a first write operation is performed in a first write operation. Is at the first logic level, the memory cell maintains the "1" state, and when the first write data is at the second logic level, the memory cell is at the "2" state. As a result, the memory cell in the “1” state performs the second write operation, and when the second write data is at the first logical level, the memory cell maintains the “1” state, and the second write data is in the second write operation. In the case of the logic level of 2, the memory cell is in the "3" state. As a result of the first write operation, the memory cell which is in the "2" state has the second write data of the first logic level in the second write operation. In case The memory cell keeps the "2" state, becomes the "4" state when the second write data is at the second logical level, and the memory cell which is in the "1" state as a result of the second write operation becomes the third state. At the time of the write operation, when the third write data is at the first logical level, the memory cell maintains the “1” state, and when the third write data is at the second logical level, the memory cell is in the “5” state, The memory cell in the “2” state as a result of the second write operation performs the third write operation, and when the third write data is at the first logical level, the memory cell maintains the “2” state. When the write data of No. 3 is at the second logical level, the state becomes "6". As a result of the second write operation, the memory cell which is in the state of "3" performs the third write operation when the third write data becomes "3". The first logical level In the case of, the memory cell keeps the "3" state, and when the third write data is at the second logical level, the memory cell becomes the "7" state. As a result of the second write operation, the memory is in the "4" state. When the third write data is at the first logical level, the memory cell maintains the "4" state when the third write data is at the first logical level, and when the third write data is at the second logical level, the cell is at the "4" state. A semiconductor memory device which is in an 8 ″ state.
2、前記第3、前記第4、前記第5、前記第6、前記第
7及び前記第8のしきい値レベルの順で大きいあるいは
小さいことを特徴とする請求項86記載の半導体記憶装
置。87. The threshold level values may be in the order of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth threshold levels. 87. The semiconductor memory device according to claim 86, wherein the value is larger or smaller.
5、前記第3、前記第7、前記第2、前記第6、前記第
4及び前記第8のしきい値レベルの順で大きいあるいは
小さいことを特徴とする請求項86記載の半導体記憶装
置。88. The threshold level values may be in the order of the first, fifth, third, seventh, second, sixth, fourth, and eighth threshold levels. 87. The semiconductor memory device according to claim 86, wherein the value is larger or smaller.
し、“2”状態が第2のしきい値レベルを有し、“3”
状態が第3のしきい値レベルを有し、“4”状態が第4
のしきい値レベルを有し、“5”状態が第5のしきい値
レベルを有し、“6”状態が第6のしきい値レベルを有
し、“7”状態が第7のしきい値レベルを有し、“8”
状態が第8のしきい値レベルを有し、“9”状態が第9
のしきい値レベルを有し、“10”状態が第10のしき
い値レベルを有し、“11”状態が第11のしきい値レ
ベルを有し、“12”状態が第12のしきい値レベルを
有し、“13”状態が第13のしきい値レベルを有し、
“14”状態が第14のしきい値レベルを有し、“1
5”状態が第15のしきい値レベルを有し、“16”状
態が第16のしきい値レベルを有するような16値を記
憶するメモリセルを備えた半導体記憶装置において、 “1”状態は消去状態であり、 第1の書き込み動作に際し、第1の書き込みデータが第
1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状態を保
ち、第1の書き込みデータが第2の論理レベルの場合に
はメモリセルは“2”状態となり、 前記第1の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリ
セルは第2の書き込み動作に際し、第2の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状
態を保ち、第2の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“3”状態となり、 前記第1の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリ
セルは第2の書き込み動作に際し、第2の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“2”状
態を保ち、第2の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“4”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“5”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“2”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“6”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“3”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“3”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“7”状態となり、 前記第2の書き込み動作の結果“4”状態であるメモリ
セルは第3の書き込み動作に際し、第3の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“4”状
態を保ち、第3の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“8”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“1”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“1”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“9”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“2”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“2”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“10”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“3”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“3”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“11”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“4”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“4”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“12”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“5”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“5”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“13”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“6”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“6”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“14”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“7”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“7”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“15”状態となり、 前記第3の書き込み動作の結果“8”状態であるメモリ
セルは第4の書き込み動作に際し、第4の書き込みデー
タが第1の論理レベルの場合にはメモリセルは“8”状
態を保ち、第4の書き込みデータが第2の論理レベルの
場合には“16”状態となることを特徴とする半導体記
憶装置。89. The "1" state has a first threshold level, the "2" state has a second threshold level, and "3"
The state has a third threshold level, and the “4” state is the fourth threshold level.
The "5" state has a fifth threshold level, the "6" state has a sixth threshold level, and the "7" state has a seventh threshold level. Has threshold level, "8"
The state has an eighth threshold level, and the "9" state is the ninth threshold level.
The "10" state has a tenth threshold level, the "11" state has an eleventh threshold level, and the "12" state has a twelfth threshold level. The "13" state has a thirteenth threshold level,
The "14" state has a fourteenth threshold level and "1"
In a semiconductor memory device having a memory cell storing 16 values such that the “5” state has a fifteenth threshold level and the “16” state has a sixteenth threshold level, the “1” state Is an erased state. In the first write operation, when the first write data is at the first logical level, the memory cell maintains the "1" state and the first write data is at the second logical level. In this case, the memory cell is in the “2” state, and the memory cell that is in the “1” state as a result of the first write operation performs the second write operation when the second write data is at the first logical level. Indicates that the memory cell keeps the "1" state, becomes "3" when the second write data is at the second logical level, and the memory cell which is in the "2" state as a result of the first write operation is When writing 2 When the second write data is at the first logic level, the memory cell keeps the "2" state, and when the second write data is at the second logic level, it goes to the "4" state. During the third write operation, the memory cell which is in the “1” state as a result of the write operation of “1” is kept in the “1” state when the third write data is at the first logical level. When the data is at the second logic level, the memory cell is in the “5” state. As a result of the second write operation, the memory cell that is in the “2” state performs the third write operation in response to the first write data in the first write operation. In the case of the logic level, the memory cell keeps the "2" state, and in the case where the third write data is the second logic level, the memory cell becomes the "6" state. As a result of the second write operation, the "3" state Some memory cells have a third write In the only operation, when the third write data is at the first logic level, the memory cell keeps the "3" state, and when the third write data is at the second logic level, it goes into the "7" state, The memory cell in the “4” state as a result of the second write operation performs the third write operation. When the third write data is at the first logical level, the memory cell maintains the “4” state. When the write data of No. 3 is at the second logical level, the state becomes "8". When the memory cell which is in the state of "1" as a result of the third write operation performs the fourth write operation, the fourth write data becomes "4". In the case of the first logic level, the memory cell maintains the "1" state, and in the case where the fourth write data has the second logic level, the memory cell is in the "9" state. As a result of the third write operation, "2" Memory During the fourth write operation, when the fourth write data is at the first logical level, the memory cell keeps the "2" state, and when the fourth write data is at the second logical level, "10" The memory cell in the "3" state as a result of the third write operation performs the fourth write operation, and when the fourth write data is at the first logical level, the memory cell is in the "3" state. When the fourth write data is at the second logic level, the memory cell is in the “11” state. As a result of the third write operation, the memory cell that is in the “4” state performs the fourth write operation during the fourth write operation. When the write data is at the first logical level, the memory cell maintains the "4" state, and when the fourth write data is at the second logical level, the memory cell becomes "12". The result “5” At the time of the fourth write operation, when the fourth write data is at the first logical level, the memory cell maintains the “5” state, and the fourth write data is at the second logical level. In the case, the memory cell is in the state "13", and the memory cell in the state "6" as a result of the third write operation is in the fourth write operation, and when the fourth write data is at the first logical level, the memory cell is in the state "13". Maintains the "6" state, and enters the "14" state when the fourth write data is at the second logical level. The memory cell which is in the "7" state as a result of the third write operation performs the fourth write operation. In operation, when the fourth write data is at the first logical level, the memory cell maintains the "7" state, and when the fourth write data is at the second logical level, the memory cell is in the "15" state. Third writing The memory cell which is in the “8” state as a result of the read operation performs the fourth write operation. If the fourth write data is at the first logic level, the memory cell maintains the “8” state and the fourth write data Is in a "16" state when is at a second logic level.
2、前記第3、前記第4、前記第5、前記第6、前記第
7、前記第8、前記第9、前記第10、前記第11、前
記第12、前記第13、前記第14、前記第15及び前
記第16のしきい値レベルの順で大きいあるいは小さい
ことを特徴とする請求項89記載の半導体記憶装置。90. The threshold level value of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, and ninth 90. The semiconductor memory device according to claim 89, wherein the threshold values are larger or smaller in order of the tenth, eleventh, twelfth, thirteenth, fourteenth, fifteenth, and sixteenth threshold levels.
9、前記第5、前記第13、前記第3、前記第11、前
記第7、前記第15、前記第2、前記第10、前記第
6、前記第14、前記第4、前記第12、前記第8及び
前記第16のしきい値レベルの順で大きいあるいは小さ
いことを特徴とする請求項89記載の半導体記憶装置。91. The method according to claim 91, wherein the values of the threshold levels are the first, ninth, fifth, thirteenth, third, eleventh, seventh, fifteenth, second, and third. 90. The semiconductor memory device according to claim 89, wherein the threshold values are larger or smaller in the order of 10, the sixth, the fourteenth, the fourth, the twelfth, the eighth, and the sixteenth threshold level.
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