JPH0982096A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents
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Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
係わり、特にNANDセル,NORセル,ANDセル,
DINORセル型EEPROM等の不揮発性半導体記憶
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a NAND cell, NOR cell, AND cell,
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device such as a DINOR cell type EEPROM.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体記憶装置の一つとして、電
気的書き替えを可能としたEEPROMが知られてい
る。なかでも、メモリセルを複数個直列接続してNAN
Dセル・ブロックを構成するNANDセル型EEPRO
Mは、高集積化ができるものとして注目されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as one of semiconductor memory devices, an electrically rewritable EEPROM has been known. Above all, NAN by connecting a plurality of memory cells in series
NAND cell type EEPROM forming a D cell block
M has attracted attention as a material that can be highly integrated.
【0003】NANDセル型EEPROMの1つのメモ
リセルは、半導体基板上に絶縁膜を介して浮遊ゲート
(電荷蓄積層)と制御ゲートが積層されたFET−MO
S構造を有する。そして、複数個のメモリセルが隣接す
るもの同士でソース・ドレインを共用する形で直列接続
されてNANDセルを構成し、これを一単位としてビッ
ト線に接続するものである。このようなNANDセルが
マトリックス配列されてメモリセルアレイが構成され
る。メモリセルアレイは、p型基板又はp型ウェル内に
集積形成される。One memory cell of a NAND cell type EEPROM is a FET-MO in which a floating gate (charge storage layer) and a control gate are laminated on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween.
It has an S structure. Then, a plurality of memory cells are connected in series so that adjacent memory cells share a source / drain to form a NAND cell, which is connected to a bit line as a unit. Such NAND cells are arranged in a matrix to form a memory cell array. The memory cell array is integrally formed in a p-type substrate or a p-type well.
【0004】メモリセルアレイの列方向に並ぶNAND
セルの一端側のドレインは、それぞれ選択ゲートトラン
ジスタを介してビット線に共通接続され、他端側ソース
はやはり選択ゲートトランジスタを介して共通ソース線
に接続されている。メモリトランジスタの制御ゲート及
び選択ゲートトランジスタのゲート電極は、メモリセル
アレイの行方向にそれぞれ制御ゲート線(ワード線)、
選択ゲート線として共通接続される。NANDs arranged in the column direction of a memory cell array
The drain at one end of the cell is commonly connected to a bit line via a select gate transistor, and the source at the other end is also connected to a common source line via a select gate transistor. The control gate of the memory transistor and the gate electrode of the selection gate transistor have control gate lines (word lines) in the row direction of the memory cell array,
Commonly connected as a select gate line.
【0005】このNANDセル型EEPROMの動作
は、次の通りである。データ書き込みの動作は、ビット
線コンタクトから最も離れた位置のメモリセルから順に
行う。選択されたメモリセルの制御ゲートには高電圧V
pp(=20V程度)を印加し、それよりビット線コンタ
クト側にあるメモリセルの制御ゲート及び選択ゲートに
は中間電位VMWL (=10V程度)を印加し、ビット線
にはデータに応じて0V又は中間電位VMBL (=8V)
を与える。ビット線に0Vが与えられた時、その電位は
選択メモリセルのドレインまで伝達されて、ドレインか
ら浮遊ゲートに電子注入が生じる。これにより、その選
択されたメモリセルのしきい値は正方向にシフトする。
この状態を例えば“1”とする。ビット線に中間電位が
与えられた時は電子注入が起こらず、従ってしきい値は
変化せず、負に止まる。この状態は“0”である。The operation of this NAND cell type EEPROM is as follows. The data write operation is performed in order from the memory cell located farthest from the bit line contact. A high voltage V is applied to the control gate of the selected memory cell.
pp (= about 20V) is applied, the intermediate potential VMWL (= about 10V) is applied to the control gate and the select gate of the memory cell on the bit line contact side, and 0V or 0V depending on the data is applied to the bit line. Intermediate potential VMBL (= 8V)
give. When 0 V is applied to the bit line, the potential is transmitted to the drain of the selected memory cell, and electrons are injected from the drain to the floating gate. This shifts the threshold value of the selected memory cell in the positive direction.
This state is, for example, "1". When an intermediate potential is applied to the bit line, electron injection does not occur, so the threshold value does not change and remains negative. This state is "0".
【0006】データ消去は、選択されたNANDセルブ
ロック内の全てのメモリセルに対して同時に行われる。
即ち、選択されたNANDセルブロック内の全ての制御
ゲートを0Vとし、ビット線,ソース線,p型ウェル
(若しくはp型基板),非選択NANDセルブロック中
の制御ゲート及び全ての選択ゲートに高電圧20V程度
の電圧を印加する。これにより、選択NANDセルブロ
ック中の全てのメモリセルで浮遊ゲートの電子がp型ウ
ェル(若しくはp型基板)に放出され、しきい値電圧は
負方向にシフトする。Data erasing is simultaneously performed on all the memory cells in the selected NAND cell block.
That is, all the control gates in the selected NAND cell block are set to 0V, and the bit line, the source line, the p-type well (or p-type substrate), the control gate in the non-selected NAND cell block, and all the selection gates are set high. A voltage of about 20V is applied. As a result, in all the memory cells in the selected NAND cell block, electrons in the floating gate are emitted to the p-type well (or p-type substrate), and the threshold voltage shifts in the negative direction.
【0007】データ読み出し動作は、選択されたメモリ
セルの制御ゲートを0Vとし、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若しくは電源
電圧より高い電圧VH として、選択メモリセルで電流が
流れるか否かを検出することにより行われる。In the data read operation, the control gate of the selected memory cell is set to 0V, the control gates and the selection gates of the other memory cells are set to the power supply voltage Vcc or the voltage VH higher than the power supply voltage, and the current in the selected memory cell is changed. It is carried out by detecting whether or not it flows.
【0008】以上の動作説明から明らかなように、NA
NDセル型EEPROMでは、書き込み及び読み出し動
作時には非選択メモリセルは転送ゲートとして作用す
る。この観点から、書き込みがなされたメモリセルのし
きい値電圧には制限が加わる。例えば、“1”書き込み
されたメモリセルのしきい値の好ましい範囲は、Vcc=
3Vの場合、0.5〜2.0V程度となる。データ書き
込み後の経時変化、メモリセルの製造パラメータのばら
つきや電源電位のばらつきを考慮すると、データ書き込
み後のしきい値分布はこれより小さい範囲であることが
要求される。As is clear from the above description of the operation, the NA
In the ND cell type EEPROM, the non-selected memory cells act as transfer gates during write and read operations. From this viewpoint, the threshold voltage of the written memory cell is limited. For example, the preferable range of the threshold value of the memory cell in which “1” is written is Vcc =
In the case of 3V, it becomes about 0.5 to 2.0V. Considering the change with time after data writing, the variation in manufacturing parameters of memory cells, and the variation in power supply potential, the threshold distribution after data writing is required to be in a smaller range.
【0009】しかしながら、従来のような、書き込み電
位及び書き込み時間を固定して全メモリセルを同一条件
でデータ書き込みする方式では、“1”書き込み後のし
きい値範囲を許容範囲に収めることが難しい。例えばメ
モリセルは製造プロセスのばらつきからその特性にもば
らつきが生じる。従って書き込み特性を見ると、書き込
まれやすいメモリセルと書き込まれにくいメモリセルが
ある。これに対して、各々のメモリセルのしきい値が所
望の範囲に収まるよう書き込まれるように、書き込み時
間を調節してベリファイを行いながら書き込むという方
法が提案されている(特開平5−144277号公
報)。However, it is difficult to keep the threshold value range after "1" writing within the permissible range in the conventional method of writing data in all memory cells under the same condition with fixed write potential and write time. . For example, the characteristics of memory cells vary due to variations in the manufacturing process. Therefore, looking at the write characteristics, there are memory cells that are easily written and memory cells that are hard to be written. On the other hand, a method has been proposed in which writing is performed while verifying by adjusting the writing time so that the threshold value of each memory cell is written within a desired range (JP-A-5-144277). Gazette).
【0010】図5にビット線制御回路の構成例を示し、
図24に書き込みパルス印加/書き込みベリファイ時の
動作の従来例を示している。書き込みデータが入出力線
IO,/IOからCMOSフリップフロップFFにラッ
チされた後、プリチャージ信号φP が“H”となって、
ビット線BLi が(Vcc−Vthn )にプリチャージされ
る。また、電圧VMBはVccから中間電位VMBL (〜8
V)となる。その後、信号φF がVMWL (〜10V)と
なり、ラッチしたデータによってビット線BLiは0V
かVMBL (〜8V)となる。“1”書き込みの場合は0
V、“0”書き込みの場合は8Vである。このとき、選
択ゲートSG1 は10V、SG2 は0V、制御ゲートは
CG2 が選択されている場合、CG1 が10V、CG2
が高電圧Vpp(〜20V)で、CG3 〜CG8 は10V
である。FIG. 5 shows a configuration example of the bit line control circuit,
FIG. 24 shows a conventional example of the operation during write pulse application / write verify. After the write data is latched by the CMOS flip-flop FF from the input / output lines IO and / IO, the precharge signal φP becomes “H”,
The bit line BLi is precharged to (Vcc-Vthn). The voltage VMB is from Vcc to the intermediate potential VMBL (up to 8).
V). After that, the signal φF becomes VMWL (-10V), and the bit line BLi becomes 0V depending on the latched data.
Or VMBL (~ 8V). 0 when writing "1"
V, it is 8 V in the case of writing "0". At this time, when the selection gate SG1 is 10V, the SG2 is 0V, and the control gate is CG2, CG1 is 10V, CG2
Is high voltage Vpp (~ 20V), CG3 ~ CG8 is 10V
It is.
【0011】選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 が0Vにリセットされた時、信号φF が
“L”、リセット信号φR が“H”となって、ビット線
BLiは0Vにリセットされる。続いてベリファイ読み
出し動作となる。Select gates SG1 and SG2, control gate C
When G1 to CG8 are reset to 0V, the signal .phi.F becomes "L" and the reset signal .phi.R becomes "H", and the bit line BLi is reset to 0V. Then, the verify read operation is performed.
【0012】ベリファイ読み出し動作は通常の読み出し
動作と同様、まずプリチャージ信号φP が“H”となっ
て、ビット線BLi が(Vcc−Vthn )にプリチャージ
される。この後、ロウデコーダ5により選択ゲート、制
御ゲートが駆動される。選択ゲートSG1 ,SG2 、制
御ゲートCG1 〜CG8 がリセットされた後、ベリファ
イ信号φV が“H”となり、“0”書き込みをしたビッ
ト線BLi にのみ(Vcc−Vthn )が出力される。In the verify read operation, as in the normal read operation, first, the precharge signal φP becomes "H" and the bit line BLi is precharged to (Vcc-Vthn). Thereafter, the selection gate and the control gate are driven by the row decoder 5. After the select gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG8 are reset, the verify signal .phi.V becomes "H" and (Vcc-Vthn) is output only to the bit line BLi in which "0" is written.
【0013】この後、φSP,φRPが“H”、φSN,φRN
が“L”となり、φF が“H”となる。信号φSPが
“L”、φSNが“H”となってビット線電位がセンスさ
れた後、信号φRPが“L”、φRNが“H”となって、再
書き込みデータがラッチされる。このとき書き込みデー
タとメモリセルのデータと再書き込みデータの関係は、
下記の(表1)の通りである。Thereafter, φSP and φRP are “H”, φSN and φRN.
Becomes "L" and φF becomes "H". After the signal .phi.SP is "L" and .phi.SN is "H" to sense the bit line potential, the signal .phi.RP is "L" and .phi.RN is "H" and the rewrite data is latched. At this time, the relation between write data, memory cell data, and rewrite data is
It is as shown in (Table 1) below.
【0014】[0014]
【表1】 [Table 1]
【0015】この従来方式の特徴は、書き込みパルス印
加動作の終りに全てのビット線を0Vに設定する動作
(図24(ア)に相当)を含んでいることである。書き
込みベリファイ読み出し動作時には、メモリセルのデー
タをビット線に読み出す前にビット線を予め“H”レベ
ルに設定しておく必要があるため、ビット線電位を書き
込みベリファイ読み出し動作の始めに全てのビット線を
(Vcc−Vthn )電位まで充電する動作が必要となる。
図24の動作方式を用いると、書き込みパルス印加動作
/書き込みベリファイ読み出し動作のサイクルの中で全
ての“0”書き込みビット線を8Vと0Vの間を往復さ
せねばならない。The characteristic of this conventional system is that it includes an operation (corresponding to FIG. 24A) of setting all the bit lines to 0 V at the end of the write pulse applying operation. During the write verify read operation, it is necessary to set the bit line to the “H” level in advance before reading the data in the memory cell to the bit line. Therefore, the bit line potential is set at the beginning of the write verify read operation for all bit lines. Must be charged to the (Vcc-Vthn) potential.
When the operation system of FIG. 24 is used, all the "0" write bit lines must be reciprocated between 8V and 0V in the write pulse application operation / write verify read operation cycle.
【0016】従って、書き込みパルス印加動作中に8V
まで充電したビット線を全て一度0Vまで放電した後、
次の書き込みパルス印加動作中にまた全ての“0”書き
込みビット線を8Vまで充電させねばならない。つま
り、書き込みパルス印加動作/書き込みベリファイ読み
出し動作中に0Vと8Vの間の充放電を行うビット線の
本数が多くなるため、消費電力が大変大きくなると共
に、ビット線の充放電動作0V→(Vcc−Vthn ),
(Vcc−Vthn )→8V,8V→0Vの各動作の所要時
間が長くなる。従って、書き込みパルス印加動作や書き
込みシーケンス所要時間が長くなる、という問題が従来
あった。Therefore, 8 V is applied during the write pulse application operation.
After discharging all the bit lines charged up to 0V once,
During the next write pulse applying operation, all the "0" write bit lines must be charged up to 8V. That is, since the number of bit lines that perform charging / discharging between 0V and 8V during the write pulse application operation / write verify read operation increases, the power consumption becomes very large and the bit line charging / discharging operation 0V → (Vcc -Vthn),
The time required for each operation of (Vcc-Vthn) → 8V, 8V → 0V becomes long. Therefore, there has conventionally been a problem that the time required for the write pulse application operation and the write sequence becomes long.
【0017】以上述べたように、従来の書き込みパルス
印加動作/書き込みベリファイ読み出し動作の方式を用
いると、動作中に0Vと8Vの間の充放電を行うビット
線の本数が多くなるため、消費電力が大変大きくなると
共に、ビット線の充放電動作の所要時間が長くなり、従
って書き込みパルス印加動作や書き込みシーケンス所要
時間が長くなる、という問題があった。As described above, when the conventional write pulse application operation / write verify read operation method is used, the number of bit lines for charging / discharging between 0V and 8V during operation increases, and therefore power consumption increases. However, there is a problem that the time required for the charging / discharging operation of the bit line becomes long and the time required for the write pulse applying operation and the write sequence becomes long.
【0018】一方、電気的書き替えを可能としたEEP
ROMの他の例として、NORセル型EEPROMもあ
る。On the other hand, the EEP which enables electrical rewriting
Another example of the ROM is a NOR cell type EEPROM.
【0019】NORセル型EEPROMの1つのメモリ
セルは、NANDセル型のものと同様に、半導体基板上
に絶縁膜を介して浮遊ゲート(電荷蓄積層)と制御ゲー
トが積層されたFET−MOS構造を有し、このNOR
セルがマトリックス配列されてメモリセルアレイが構成
される。メモリセルアレイは、p型基板又はp型ウェル
内に集積形成される。NORセル型EEPROMのメモ
リセルアレイの等価回路は図16に示されている。One memory cell of the NOR cell type EEPROM is, like the NAND cell type, a FET-MOS structure in which a floating gate (charge storage layer) and a control gate are laminated on a semiconductor substrate via an insulating film. Has this NOR
The cells are arranged in a matrix to form a memory cell array. The memory cell array is integrally formed in a p-type substrate or a p-type well. An equivalent circuit of the memory cell array of the NOR cell type EEPROM is shown in FIG.
【0020】このNORセル型EEPROMの動作は、
次の通りである。データ書き込み動作時には、選択され
たメモリセルのゲート(ワード線)には高電圧12Vを
印加し、ビット線にはデータに応じて6V又は0Vを与
える。ビット線に6Vが与えられた時、メモリセルのド
レイン近傍を流れる電子が加速され、高エネルギーを得
るため、この高エネルギー電子が浮遊ゲートに注入され
る。これにより、その選択されたメモリセルのしきい値
は電源電圧Vccより高い領域にシフトする。この状態を
例えば“1”とする。ビット線に0Vが与えられた時は
電子注入は起こらず、従ってしきい値電圧は変化せず、
0VとVccの間に止まる。この状態は“0”である。The operation of this NOR cell type EEPROM is as follows.
It is as follows. During the data write operation, a high voltage 12V is applied to the gate (word line) of the selected memory cell, and 6V or 0V is applied to the bit line depending on the data. When 6 V is applied to the bit line, the electrons flowing near the drain of the memory cell are accelerated, and high energy electrons are injected into the floating gate in order to obtain high energy. As a result, the threshold value of the selected memory cell shifts to a region higher than the power supply voltage Vcc. This state is, for example, "1". When 0V is applied to the bit line, electron injection does not occur, so the threshold voltage does not change,
Stops between 0V and Vcc. This state is "0".
【0021】データ消去動作時には、選択されたワード
線には−12Vを印加し、ビット線にはデータに応じて
Vcc又は0Vを与える。ビット線にVccが与えられた
時、浮遊ゲートの電子がビット線に放出され、しきい値
電圧は低下し、0VとVccの間の値となる(“0”消
去)。ビット線に0Vが与えられた時は電子放出は起こ
らず、従ってしきい値電圧は変化せず、Vccより高い値
にある(“1”消去)。During the data erasing operation, -12V is applied to the selected word line and Vcc or 0V is applied to the bit line according to the data. When Vcc is applied to the bit line, electrons in the floating gate are emitted to the bit line, and the threshold voltage is lowered to a value between 0V and Vcc ("0" erase). When 0V is applied to the bit line, electron emission does not occur, so the threshold voltage does not change and is higher than Vcc ("1" erase).
【0022】データ読み出し動作は、選択されたワード
線をVccとし、選択メモリセルで電流が流れるか否かを
検出することにより行われる。The data read operation is performed by setting the selected word line to Vcc and detecting whether or not a current flows in the selected memory cell.
【0023】以上の動作説明から明らかなように、NO
Rセル型EEPROMでは、消去がなされたメモリセル
のしきい値電圧には制限が加わる。例えば、“0”消去
されたメモリセルのしきい値の好ましい範囲は、Vcc=
3Vの場合、0.5〜2.0V程度となる。データ消去
後の経時変化、メモリセルの製造パラメータのばらつき
や電源電位のばらつきを考慮すると、データ消去後のし
きい値分布はこれより小さい範囲であることが要求され
る。As is clear from the above description of the operation, NO
In the R cell type EEPROM, the threshold voltage of the erased memory cell is limited. For example, a preferable range of the threshold value of a memory cell erased from "0" is Vcc =
In the case of 3V, it becomes about 0.5 to 2.0V. Considering changes over time after data erasure, variations in manufacturing parameters of memory cells, and variations in power supply potential, the threshold distribution after data erasure is required to be in a smaller range.
【0024】しかしながら、従来のような、消去電位及
び消去時間を固定して全メモリセルを同一条件でデータ
消去する方式では、“0”消去後のしきい値範囲を許容
範囲に収めることが難しい。例えば、メモリセルは製造
プロセスのばらつきからその特性にもばらつきが生じ
る。従って書き込み特性を見ると、消去されやすいメモ
リセルと消去されにくいメモリセルがある。これに対し
て、各々のメモリセルのしきい値が所望の範囲に収まる
よう消去されるように、消去時間を調節してベリファイ
を行いながら消去するという方法が提案されている。However, it is difficult to keep the threshold value range after "0" erase within an allowable range in the conventional method of erasing data in all memory cells under the same condition with fixed erase potential and erase time. . For example, the characteristics of memory cells vary due to variations in the manufacturing process. Therefore, looking at the write characteristics, there are memory cells that are easily erased and memory cells that are not easily erased. On the other hand, there has been proposed a method of erasing while verifying by adjusting the erasing time so that the threshold of each memory cell is erased so as to be within a desired range.
【0025】次に、NORセル型EEPROMにおける
従来例に係わるビット線制御回路の回路構成を図25
に、従来方式を用いた場合の消去パルス印加/消去ベリ
ファイ読み出しの動作タイミングを図26に示す(詳細
は特開平5−144277号公報を参照)。図25の回
路構成において、図18の回路構成と異なるのは、トラ
ンジスタQn21,Qn22 が存在する部分である。従来方式
では、消去パルス印加動作に続いて消去ベリファイ読み
出し動作が始まると、全てのビット線をVcc電位まで充
電するというビット線一括充電動作を行った後、メモリ
セルデータのベリファイを行っていた。この方式では、
消去ベリファイ読み出し動作の度に、全ての“1”デー
タ消去ビット線を0VからVcc電位まで充電した後、ま
た0Vまで放電することになる。Next, FIG. 25 shows a circuit configuration of a bit line control circuit according to a conventional example in the NOR cell type EEPROM.
FIG. 26 shows operation timings of erase pulse application / erase verify read when the conventional method is used (for details, see Japanese Patent Laid-Open No. 5-144277). The circuit configuration of FIG. 25 differs from the circuit configuration of FIG. 18 in that the transistors Qn21 and Qn22 are present. In the conventional method, when the erase verify read operation is started following the erase pulse application operation, the bit line collective charging operation of charging all the bit lines to the Vcc potential is performed, and then the memory cell data is verified. In this scheme,
Every time the erase verify read operation is performed, all "1" data erase bit lines are charged from 0V to Vcc potential and then discharged to 0V again.
【0026】従って従来方式を用いると、消去パルス印
加動作/消去ベリファイ読み出し動作中に0VとVccの
間の充放電を行うビット線の数が多くなるため、消費電
力が大変大きくなると共に、ビット線の0V→Vcc→0
Vの各動作の所要時間が長くなる。従って、消去シーケ
ンス所要時間が長くなる、という問題があった。Therefore, when the conventional method is used, the number of bit lines for charging / discharging between 0V and Vcc increases during the erase pulse applying operation / erase verify read operation, resulting in very large power consumption and bit line. 0V → Vcc → 0
The time required for each operation of V becomes long. Therefore, there is a problem that the time required for the erase sequence becomes long.
【0027】さらに、従来方式における回路構成では、
ビット線制御回路中に“1”データ消去のビット線を消
去ベリファイ読み出し動作中に放電するために、この放
電用の素子(図25中のトランジスタQn21,Qn22 に相
当)が必要となるため、ビット線制御回路中の素子数が
多くなる。また、この放電動作や消去ベリファイ動作の
初めのビット線のVcc電位への一括充電動作が必要なた
め動作所要時間が長くなる、という問題があった。Furthermore, in the conventional circuit configuration,
In order to discharge the bit line of "1" data erase in the bit line control circuit during the erase verify read operation, an element for this discharge (corresponding to the transistors Qn21, Qn22 in FIG. 25) is required. The number of elements in the line control circuit increases. In addition, there is a problem that the time required for the operation becomes long because the batch charge operation to the Vcc potential of the bit line is required at the beginning of the discharge operation or the erase verify operation.
【0028】以上述べたように、従来の消去パルス印加
動作/消去ベリファイ読み出し動作の方式を用いると、
動作中に0VとVccの間の充放電を行うビット線の本数
が多くなるため、消費電力が大変大きくなると共に、ビ
ット線の充放電動作の所要時間が長くなり、従って消去
パルス印加動作や消去シーケンス所要時間が長くなる、
という問題があった。また、従来のビット線制御回路は
素子数が多いため、チップサイズが大きくなるという問
題もあった。As described above, when the conventional erase pulse applying operation / erase verify read operation method is used,
Since the number of bit lines that perform charging / discharging between 0 V and Vcc during operation increases, the power consumption becomes very large and the time required for charging / discharging the bit lines becomes long, and therefore erase pulse application operation and erase operation are performed. Sequence takes a long time,
There was a problem. Further, since the conventional bit line control circuit has a large number of elements, there is a problem that the chip size becomes large.
【0029】[0029]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の書
き込みパルス印加動作/書き込みベリファイ読み出し動
作の方式や、従来の消去パルス印加動作/消去ベリファ
イ読み出し動作の方式を用いると、消費電力が大きくな
ったり、動作所要時間が長くなる、チップ面積が大きく
なる、という問題があった。As described above, when the conventional write pulse applying operation / write verify read operation method or the conventional erase pulse applying operation / erase verify read operation method is used, power consumption increases. In addition, there are problems that the required operation time is long and the chip area is large.
【0030】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、消費電力が小さく、ま
た書き込みや消去等のデータ書替え動作が高速な、そし
てチップ面積の小さい不揮発性半導体記憶装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to achieve low power consumption, high speed data rewriting operations such as writing and erasing, and a small chip area. It is to provide a semiconductor memory device.
【0031】[0031]
(構成)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。(Structure) In order to solve the above problem, the present invention employs the following structure.
【0032】即ち本発明は、メモリセル又はメモリセル
を複数個接続したメモリセルユニットがアレイ状に配列
されたメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイのビ
ット線を選択する列選択手段と、前記メモリセルアレイ
のビット線方向の一端に設けられた、センス動作と書替
えデータのラッチ動作を行うデータラッチ兼センスアン
プと、選択されたメモリセルにデータ書替えを行うため
の電圧を印加する第1の動作と、前記電圧を印加された
メモリセルのデータ書替え状態を検査する第2の動作
と、前記第1の動作と前記第2の動作を交互に繰り返し
てメモリセルのデータ書替えを行う動作シーケンスと、
前記検査の結果に応じて、次に続く前記第1の動作にお
ける書替えデータをビット毎に自動設定する手段とを備
えた不揮発性半導体記憶装置において、前記データラッ
チ兼センスアンプはCMOSフリップフロップであっ
て、その一方のノードがトランスファゲートを介してビ
ット線に接続され、第1の動作の後に、ビット線を0V
又はVccに一括設定することなく、ビット線を選択して
第2の動作を行うことを特徴とする。That is, according to the present invention, a memory cell array in which memory cells or memory cell units having a plurality of connected memory cells are arranged in an array, column selecting means for selecting a bit line of the memory cell array, and the memory cell array of the memory cell array. A data latch / sense amplifier provided at one end in the bit line direction for performing a sensing operation and a latch operation for rewriting data; a first operation for applying a voltage for rewriting data to a selected memory cell; A second operation of inspecting a data rewriting state of a memory cell to which a voltage is applied, and an operation sequence of rewriting the data of the memory cell by alternately repeating the first operation and the second operation,
In a non-volatile semiconductor memory device having means for automatically setting rewriting data for each bit in the following first operation according to the result of the inspection, the data latch / sense amplifier is a CMOS flip-flop. Then, one of the nodes is connected to the bit line via the transfer gate, and the bit line is set to 0 V after the first operation.
Alternatively, the second operation is performed by selecting a bit line without collectively setting Vcc.
【0033】(作用)本発明においては、書き込みパル
ス印加動作/書き込みベリファイ読み出し動作におい
て、全ビット線の電位の0VやVcc電位への一括設定動
作を行わない。この時には、“0”書き込みビット線の
うち対応するメモリセルのしきい値電圧が正であるビッ
ト線では、書き込みパルス印加動作中に一度“H”レベ
ル電位まで充電された後は、書き込みパルス印加動作/
書き込みベリファイ読み出し動作中のいずれにおいても
“H”レベル電位から低下することがない。このため、
選択した全メモリセルへのデータ書き込みが完了するま
では上記“H”レベル電位に固定されたままである。(Operation) In the present invention, in the write pulse application operation / write verify read operation, the collective setting operation of the potentials of all bit lines to 0V or Vcc potential is not performed. At this time, in the bit line having a positive threshold voltage of the corresponding memory cell among the “0” write bit lines, the write pulse is applied once after being charged to the “H” level potential during the write pulse application operation. motion/
There is no decrease from the "H" level potential during any of the write verify read operations. For this reason,
Until the data writing to all the selected memory cells is completed, it remains fixed at the "H" level potential.
【0034】従って、書き込みパルス印加動作時に上記
“H”レベル電位まで充電する必要のあるビット線は、
全ての“0”書き込みビット線のうち上記“H”レベル
より低い電位にあるビット線だけでよく、従来例に比べ
て、0Vと上記“H”レベル電位の間を充放電するビッ
ト線の本数を大幅に減らすことができる。このため、消
費電力を大幅に小さくできると共に、ビット線の充放電
動作所要時間を大幅に短縮できる。Therefore, the bit lines that need to be charged to the "H" level potential during the write pulse application operation are:
Of all the "0" write bit lines, only the bit line at a potential lower than the "H" level is required, and the number of bit lines that charge and discharge between 0V and the "H" level potential is higher than in the conventional example. Can be significantly reduced. For this reason, the power consumption can be significantly reduced and the time required for the charge / discharge operation of the bit line can be significantly reduced.
【0035】また、本発明においては、消去パルス印加
動作/消去ベリファイ読み出し動作において、全ビット
線の電位の0VやVcc電位への一括設定動作を行わな
い。この時には、“1”データ消去ビット線では、消去
パルス印加動作中若しくは消去ベリファイ読み出し動作
中に一度“L”レベル電位となった後は、消去パルス印
加動作・消去ベリファイ読み出し動作中のいずれにおい
ても“L”レベル電位から上昇することがない。このた
め、選択した全メモリセルのデータ消去が完了するまで
は上記“L”電位に固定されたままである。Further, in the present invention, in the erase pulse applying operation / erase verify read operation, the collective setting operation of the potentials of all bit lines to 0V or Vcc potential is not performed. At this time, in the "1" data erase bit line, once the potential becomes "L" level during the erase pulse applying operation or the erase verify read operation, the erase pulse applying operation and the erase verify read operation are performed. It does not rise from the "L" level potential. Therefore, it remains fixed at the "L" potential until the data erase of all the selected memory cells is completed.
【0036】従って、消去パルス印加動作時に上記
“L”レベル電位まで放電する必要のあるビット線は、
1回目の消去パルス印加動作時以外には存在しないた
め、従来例に比べて、充放電するビット線の本数を大幅
に減らすことができる。このため、消費電力を大幅に小
さくできると共に、ビット線の充放電動作所要時間を大
幅に短縮でき、従って動作の高速化を実現できる。Therefore, the bit lines that need to be discharged to the "L" level potential during the erase pulse application operation are
Since it does not exist except during the first erase pulse application operation, the number of bit lines to be charged / discharged can be significantly reduced as compared with the conventional example. Therefore, the power consumption can be significantly reduced, and the time required for the charging / discharging operation of the bit line can be greatly shortened, so that the operation can be speeded up.
【0037】また、ビット線制御回路中の素子数を従来
より減少させることができるため、チップ面積を従来よ
り小さくできる。このようにして本発明によれば、従来
より消費電力が小さく、データ書替え動作が高速で安価
なチップを提供できる。Since the number of elements in the bit line control circuit can be reduced as compared with the conventional case, the chip area can be made smaller than the conventional case. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a chip that consumes less power than the conventional one, has a high speed data rewriting operation, and is inexpensive.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0039】図1は、本発明の第1の実施形態に係わる
NANDセル型EEPROMの構成を示している。メモ
リセルアレイ1に対して、データ書き込み,読み出し,
再書き込み及びベリファイ読み出しを行うために、ビッ
ト線制御回路2が設けられている。このビット線制御回
路2はデータ入出力バッファ6につながり、アドレスバ
ッファ4からのアドレス信号を受けるカラムデコーダ3
の出力を入力として受ける。また、メモリセルアレイ1
に対して制御ゲート及び選択ゲートを制御するためにロ
ウデコーダ5が設けられ、メモリセルアレイ1が形成さ
れるp基板(又はp型ウェル)の電位を制御するための
基板電位制御回路7が設けられている。FIG. 1 shows the configuration of a NAND cell type EEPROM according to the first embodiment of the present invention. Data writing / reading to / from the memory cell array 1
A bit line control circuit 2 is provided to perform rewriting and verify reading. The bit line control circuit 2 is connected to the data input / output buffer 6 and receives the address signal from the address buffer 4 and the column decoder 3
Receives as output. In addition, the memory cell array 1
A row decoder 5 for controlling a control gate and a select gate, and a substrate potential control circuit 7 for controlling the potential of the p substrate (or p type well) in which the memory cell array 1 is formed. ing.
【0040】ビット線制御回路2は主にCMOSフリッ
プフロップから成り、書き込むためのデータのラッチや
ビット線の電位を読むためのセンス動作、また書き込み
後のベリファイ読み出しのためのセンス動作、さらに再
書き込みデータのラッチを行う。The bit line control circuit 2 is mainly composed of a CMOS flip-flop, and latches data for writing, a sensing operation for reading the potential of the bit line, a sensing operation for verify reading after writing, and rewriting. Latch data.
【0041】図2(a)(b)はメモリセルアレイの一
つのNANDセル部分の平面図と等価回路図であり、図
3(a)(b)はそれぞれ図2(a)のA−A′及びB
−B′断面図である。素子分離酸化膜12で囲まれたp
型シリコン基板(又はp型ウェル)11に複数のNAN
Dセルからなるメモリセルアレイが形成されている。一
つのNANDセルに着目して説明するとこの実施形態で
は、8個のメモリセルM1 〜M8 が直列接続されて一つ
のNANDセルを構成している。メモリセルはそれぞ
れ、基板11にゲート絶縁膜13を介して浮遊ゲート1
4(141 ,142 ,…,148 )が形成され、この上
に層間絶縁膜15を介して制御ゲート16(161 ,1
62 ,…,168 )が形成されて、構成されている。こ
れらのメモリセルのソース,ドレインであるn型拡散層
19は、隣接するもの同士共用する形となり、メモリセ
ルが直列接続されている。2 (a) and 2 (b) are a plan view and an equivalent circuit diagram of one NAND cell portion of the memory cell array, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are respectively AA 'in FIG. 2 (a). And B
It is a -B 'sectional view. P surrounded by the element isolation oxide film 12
Type silicon substrate (or p-type well) 11 has a plurality of NANs
A memory cell array including D cells is formed. In the description of this embodiment, focusing on one NAND cell, eight memory cells M1 to M8 are connected in series to form one NAND cell. Each memory cell has a floating gate 1 on a substrate 11 with a gate insulating film 13 interposed therebetween.
4 (14 1 , 14 2 , ..., 14 8 ) are formed, and the control gate 16 (16 1 , 1
6 2 , ..., 16 8 ) are formed and configured. The n-type diffusion layers 19 serving as the source and drain of these memory cells are adjacent to each other, and the memory cells are connected in series.
【0042】NANDセルのドレイン側,ソース側には
それぞれ、メモリセルの浮遊ゲート,制御ゲートと同時
に形成された選択ゲート149 ,169 及び1410,1
610が設けられている。素子形成された基板上はCVD
酸化膜17により覆われ、この上にビット線18が配設
されている。ビット線18はNANDセルの一端のドレ
イン側拡散層19にはコンタクトさせている。行方向に
並ぶNANDセルの制御ゲート14は共通に、制御ゲー
ト線CG1 ,CG2 ,…,CG8 として配設されてい
る。これら制御ゲート線はワード線となる。選択ゲート
149 ,169 及び1410,1610もそれぞれ行方向に
連続的に、選択ゲート線SG1 ,SG2 として配設され
ている。Select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 1 formed at the same time as the floating gate and the control gate of the memory cell on the drain side and the source side of the NAND cell, respectively.
6 10 are provided. CVD is performed on the substrate on which elements are formed.
The oxide film 17 covers the bit line 18, and the bit line 18 is disposed on the oxide film 17. The bit line 18 is in contact with the drain side diffusion layer 19 at one end of the NAND cell. The control gates 14 of the NAND cells arranged in the row direction are commonly arranged as control gate lines CG1, CG2, ..., CG8. These control gate lines become word lines. The select gates 14 9 , 16 9 and 14 10 , 16 10 are also arranged continuously in the row direction as select gate lines SG1 and SG2.
【0043】図4は、このようなNANDセルがマトリ
クス配列されたメモリセルアレイの等価回路を示してい
る。FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell array in which such NAND cells are arranged in a matrix.
【0044】図5は、図1中のビット線制御回路2の具
体的な構成を示す。この実施形態でのセンスアンプ兼デ
ータラッチ回路を構成するCMOSフリップフロップF
Fは、Eタイプ,pチャネルMOSトランジスタQp1,
Qp2とEタイプ,nチャネルMOSトランジスタQn3,
Qn4により構成された信号同期式CMOSインバータ
と、Eタイプ,pチャネルMOSトランジスタQp3,Q
p4とEタイプ,nチャネルMOSトランジスタQn5、Q
n6により構成された信号同期式CMOSインバータと、
により構成されている。FIG. 5 shows a specific structure of the bit line control circuit 2 in FIG. A CMOS flip-flop F that constitutes the sense amplifier and data latch circuit in this embodiment
F is an E type, p channel MOS transistor Qp1,
Qp2 and E type, n-channel MOS transistor Qn3,
A signal-synchronous CMOS inverter composed of Qn4 and an E-type p-channel MOS transistor Qp3, Q
p4 and E type, n-channel MOS transistor Qn5, Q
a signal synchronous CMOS inverter composed of n6,
It consists of.
【0045】このCMOSフリップフロップFFの出力
ノードN1とビット線BLi との間は、信号φF により
制御されるEタイプ,nチャネルMOSトランジスタQ
n7を介して接続されている。Between the output node N1 of the CMOS flip-flop FF and the bit line BLi, an E type, n channel MOS transistor Q controlled by the signal φF is provided.
connected through n7.
【0046】ビット線BLi と電源Vccの間には、フリ
ップフロップFFの出力ノードN1により制御されるE
タイプ,nチャネルMOSトランジスタQn8と、信号φ
V により制御されるEタイプ,nチャネルMOSトラン
ジスタQn9とが直列接続されている。そして、これらの
トランジスタにより、書き込みベリファイ読み出し時に
CMOSフリップフロップFFのデータに応じてビット
線BLi が(Vcc−Vth)に充電される。但し、(Vcc
−Vth)電位より低い電位にあるビット線のみがQn8,
Qn9を介して充電される。Between the bit line BLi and the power supply Vcc, E controlled by the output node N1 of the flip-flop FF.
Type, n-channel MOS transistor Qn8 and signal φ
An E type n-channel MOS transistor Qn9 controlled by V is connected in series. By these transistors, the bit line BLi is charged to (Vcc-Vth) according to the data of the CMOS flip-flop FF at the time of write-verify reading. However, (Vcc
Only the bit line at a potential lower than the −Vth) potential has Qn8,
Charged via Qn9.
【0047】Eタイプ,nチャネルMOSトランジスタ
Qn11 は、ビット線BLi を(Vcc−Vth)にプリチャ
ージする回路である。Eタイプ,nチャネルMOSトラ
ンジスタQn10 は、ビット線BLi を0Vにリセットす
るためのリセットトランジスタである。The E type n-channel MOS transistor Qn11 is a circuit for precharging the bit line BLi to (Vcc-Vth). The E type n-channel MOS transistor Qn10 is a reset transistor for resetting the bit line BLi to 0V.
【0048】CMOSフリップフロップFFの2つのノ
ードは、カラム選択信号CSLi により制御されるトラ
ンスファゲートであるEタイプ,nチャネルMOSトラ
ンジスタQn1とQn2を介してそれぞれ入出力線IO,/
IOに接続されている。The two nodes of the CMOS flip-flop FF are input / output lines IO and / via the E type and n channel MOS transistors Qn1 and Qn2 which are transfer gates controlled by the column selection signal CSLi.
It is connected to IO.
【0049】この実施形態のビット線制御回路の動作
を、次に説明する。The operation of the bit line control circuit of this embodiment will be described below.
【0050】図6は、読み出し時の動作タイミングを示
している。信号φF が“L”となりビット線BLi とC
MOSフリップフロップFFは切り離される。プリチャ
ージ信号φP が“H”となることで、ビット線BLi が
(Vcc−Vthn )にプリチャージされる。但し、Vthn
はトランジスタQn11 のしきい値電圧である。この後、
選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8
にロウデコーダ5から電圧が出力される。例えば、CG
2 が選択された場合、SG1 ,SG2 ,CG1,CG3
〜CG8 がVcc、CG2 が0Vとなる。メモリセルのデ
ータが“0”の場合はビット線BLi は“L”レベルと
なり、データが“1”の場合は“H”レベルのままであ
る。FIG. 6 shows the operation timing at the time of reading. The signal φF becomes "L" and the bit lines BLi and C
The MOS flip-flop FF is separated. When the precharge signal φP becomes "H", the bit line BLi is precharged to (Vcc-Vthn). However, Vthn
Is the threshold voltage of the transistor Qn11. After this,
Select gates SG1 and SG2, control gates CG1 to CG8
Then, the row decoder 5 outputs a voltage. For example, CG
If 2 is selected, SG1, SG2, CG1, CG3
~ CG8 becomes Vcc and CG2 becomes 0V. When the data in the memory cell is "0", the bit line BLi is at "L" level, and when the data is "1", it remains at "H" level.
【0051】選択ゲート,制御ゲートが0Vにリセット
された後、信号φSP,φRPが“H”、φSN,φRNが
“L”となって、CMOSフリップフロップFFが非活
性状態となった後、信号φF が“H”となり、ビット線
BLi の電位がCMOSフリップフロップFFの出力線
に伝えられる。そして、φSPが“L”、φSNが“H”と
なってビット線BLi の電位がセンスされ、φRPが
“L”、φRNが“H”となってセンスしたデータがラッ
チされる。ラッチされた読み出しデータはカラム選択信
号CSLi が“H”となって、入出力線IO,/IOに
出力される。After the selection gate and the control gate are reset to 0V, the signals φSP and φRP are set to “H”, φSN and φRN are set to “L”, and the CMOS flip-flop FF is deactivated. φF becomes "H", and the potential of the bit line BLi is transmitted to the output line of the CMOS flip-flop FF. Then, .phi.SP becomes "L", .phi.SN becomes "H", the potential of the bit line BLi is sensed, and .phi.RP becomes "L" and .phi.RN become "H", and the sensed data is latched. The latched read data is output to the input / output lines IO and / IO when the column selection signal CSLi becomes "H".
【0052】図7は、書き込みパルス印加/書き込みベ
リファイ時の動作を示している。書き込みデータが入出
力線IO,/IOからCMOSフリップフロップFFに
ラッチされた後、電圧VMBはVccから中間電位VMBL
(〜8V)となる。その後、信号φF がVMWL (〜10
V)となり、ラッチしたデータによってビット線BLi
は0VかVMBL となる。“1”書き込みの場合は0V、
“0”書き込みの場合はVMBL である。このとき、選択
ゲートSG1 はVMWL 、SG2 は0V、制御ゲートはC
G2 が選択されている場合、CG1 がVMWL 、CG2 が
高電圧Vpp(〜20V)で、CG3 〜CG8 はVMWL で
ある。FIG. 7 shows the operation during write pulse application / write verify. After the write data is latched by the CMOS flip-flop FF from the input / output lines IO and / IO, the voltage VMB changes from Vcc to the intermediate potential VMBL.
(~ 8V). After that, the signal φF changes to VMWL (-10
V), and the bit line BLi depends on the latched data.
Is 0V or VMBL. 0V when writing "1",
In the case of writing "0", it is VMBL. At this time, the select gate SG1 is VMWL, SG2 is 0V, and the control gate is C
When G2 is selected, CG1 is VMWL, CG2 is the high voltage Vpp (~ 20V), and CG3 to CG8 are VMWL.
【0053】選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 が0Vにリセットされた時、信号φF が
“L”となって、続いてベリファイ読み出し動作とな
る。Select gates SG1 and SG2, control gate C
When G1 to CG8 are reset to 0V, the signal .phi.F becomes "L", and then the verify read operation is started.
【0054】ベリファイ読み出し動作は通常の読み出し
動作と同様、まずプリチャージ信号φP が“H”となっ
て、“1”書き込みに対応するビット線BLi だけが
(Vcc−Vthn )にプリチャージされる。この場合に
は、“0”書き込みに対応するビット線BLi は8V程
度の電圧にあるため、“0”書き込みビット線に接続さ
れたトランジスタQn11 はゲート電圧Vcc、ソース電圧
Vcc、ドレイン電圧8V(通常、Vcc<8V)であり、
またQn11 のしきい値電圧Vthn >0Vの場合にはQn1
1 はオフ状態にあるため、対応するビット線は8Vに保
たれる。In the verify read operation, like the normal read operation, first, the precharge signal φP becomes "H", and only the bit line BLi corresponding to the "1" write is precharged to (Vcc-Vthn). In this case, since the bit line BLi corresponding to the "0" write is at a voltage of about 8V, the transistor Qn11 connected to the "0" write bit line has a gate voltage Vcc, a source voltage Vcc and a drain voltage 8V (normally , Vcc <8V),
When the threshold voltage Vthn of Qn11> 0V, Qn1
Since 1 is off, the corresponding bit line is held at 8V.
【0055】この後、ロウデコーダ5により選択ゲー
ト,制御ゲートが駆動される。ここで、選択ゲート,制
御ゲートが下記の(表2)中の書き込みベリファイ時の
電圧にバイアスされる。この時には、選択メモリセルの
しきい値電圧が0.5V以下であるNANDセルに接続
されたビット線の電圧は0V電位まで放電される(8V
電位にあるビット線も対応する選択メモリセルのしきい
値電圧が0.5V以下の場合には0Vまで放電され
る)。Thereafter, the row decoder 5 drives the selection gate and the control gate. Here, the select gate and the control gate are biased to the voltage at the time of write verify in the following (Table 2). At this time, the voltage of the bit line connected to the NAND cell whose threshold voltage of the selected memory cell is 0.5V or less is discharged to 0V potential (8V
The bit line at the potential is also discharged to 0 V when the threshold voltage of the corresponding selected memory cell is 0.5 V or less).
【0056】[0056]
【表2】 [Table 2]
【0057】選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 がリセットされた後、ベリファイ信号φV
が“H”となり、(Vcc−Vthn )より低い電圧にあ
り、なおかつ“0”書き込みをしたビット線BLi にの
み(Vcc−Vth)が出力される。何故なら、“0”書き
込みの場合のみノードN1が“H”であるためである。
この後、φSP,φRPが“H”、φSN,φRNが“L”とな
り、φF が“H”となる。信号φSPが“L”、φSNが
“H”となってビット線電位がセンスされた後、信号φ
RPが“L”、φRNが“H”となって、再書き込みデータ
がラッチされる。このとき、書き込みデータとメモリセ
ルのデータと再書き込みデータの関係は、前記(表1)
の通りである。Select gates SG1 and SG2, control gate C
After G1 to CG8 are reset, verify signal φV
Becomes "H", which is lower than (Vcc-Vthn), and (Vcc-Vth) is output only to the bit line BLi in which "0" is written. This is because the node N1 is "H" only when "0" is written.
After this, φSP and φRP go to “H”, φSN and φRN go to “L”, and φF goes to “H”. After the signal φSP becomes “L” and φSN becomes “H” to sense the bit line potential, the signal φ
RP becomes “L” and φRN becomes “H”, and rewrite data is latched. At this time, the relationship among the write data, the memory cell data, and the rewrite data is as described above (Table 1)
It is as follows.
【0058】全ての“1”書き込みメモリセルへのデー
タ書き込みが終了した後、つまり全てのフリップ・フロ
ップFF内のラッチデータが“1”(ノードN1が
“H”レベルに対応)となったとき、データ書き込み完
了となり、続いてビット線リセットを行った後、終了す
る。After the data writing to all the "1" write memory cells is completed, that is, when the latch data in all the flip-flops FF becomes "1" (the node N1 corresponds to the "H" level). , The data writing is completed, the bit line is reset, and then the process ends.
【0059】書き込み動作は、前述のベリファイ読み出
し/再書き込み(2回目以降の書き込みパルス印加動
作)がある回数繰り返され終了する。例えば100回で
ある。このベリファイ読み出し/再書き込みによれば、
“1”書き込みとした後にメモリセルのデータが“0”
であれば“1”が再書き込みされる。つまり、メモリセ
ルのしきい値が0.5V以上でない場合には、再度しき
い値を高くするために“1”書き込みが行われるのであ
る。“1”書き込みをした後にメモリセルのデータが
“1”であれば、“0”が再書き込みがされる。つま
り、メモリセルのしきい値が0.5V以上になっている
と、再書き込み時にはそれ以上メモリセルのしきい値が
高くならないよう、“0”書き込み動作が行われる。
“0”書き込みの後の再書き込みは、必ず“0”再書き
込みが行われる。The write operation is repeated by the number of times of the above-described verify read / rewrite (write pulse application operation from the second time onward), and is completed. For example, 100 times. According to this verify read / rewrite,
After writing "1", the data in the memory cell is "0"
If so, "1" is rewritten. That is, when the threshold value of the memory cell is not 0.5 V or more, "1" write is performed to raise the threshold value again. If the data in the memory cell is "1" after writing "1", "0" is rewritten. That is, when the threshold voltage of the memory cell is 0.5 V or higher, the "0" write operation is performed so that the threshold voltage of the memory cell does not increase any more when rewriting.
When rewriting after writing "0", "0" rewriting is always performed.
【0060】このようにして“1”書き込みされるメモ
リセルのしきい値が0.5Vに達してない時のみ、再度
“1”書き込みが行われ、“1”書き込みされるメモリ
セルの不必要なしきい値の上昇を抑えることができる。In this way, only when the threshold value of the memory cell to which "1" is written has not reached 0.5 V, "1" is written again, and the memory cell to which "1" is written is unnecessary. It is possible to suppress an increase in the threshold value.
【0061】消去、書き込みパルス印加、書き込みベリ
ファイ読み出し、読み出し時の制御ゲートCG1 〜CG
8 及び選択ゲートSG1 ,SG2 の電位は前記(表2)
に示される通りである。(表2)では電源電圧Vcc=3
V、制御ゲートCG2 が選択された場合の電位関係を示
している。Erase, write pulse application, write verify read, control gates CG1 to CG at the time of read
8 and the potentials of the selection gates SG1 and SG2 are as described above (Table 2).
As shown in. In Table 2, power supply voltage Vcc = 3
It shows the potential relationship when V and the control gate CG2 are selected.
【0062】なお以上の実施形態では、ベリファイ動作
でのしきい値評価基準を0.5Vとしたが、これは許容
しきい値分布との関係で、他の適当な値に設定すること
ができる。1回の書き込み時間についても同様であり、
例えば最終的なしきい値分布をより小さいものとするた
めには、1回の書き込み時間をより短くして小刻みに書
き込み/ベリファイ動作を繰り返すようにすればよい。
また実施形態では、トンネル注入を利用したNANDセ
ル型EEPROMについて説明したが、ホットエレクト
ロン注入等他の方式を利用するものであっても、NAN
Dセル型のEEPROMであれば本発明は有効である。In the above embodiment, the threshold value evaluation reference in the verify operation is set to 0.5V, but this can be set to another appropriate value in relation to the allowable threshold value distribution. . The same applies to the one-time writing time,
For example, in order to make the final threshold distribution smaller, the write time for one time may be shortened and the write / verify operation may be repeated in small steps.
Further, in the embodiment, the NAND cell type EEPROM using tunnel injection has been described. However, even if another method such as hot electron injection is used, NAN
The present invention is effective as long as it is a D-cell type EEPROM.
【0063】図7の動作方式では、“0”書き込みビッ
ト線のうち対応する選択メモリセルのしきい値電圧が
0.5Vより高いビット線では、書き込みパルス印加動
作中に一度8Vまで充電された後は、書き込みパルス印
加動作・書き込みベリファイ読み出し動作中のいずれに
も8V電位から低下することがないため、ビット線リセ
ット動作(図8のアルゴリズムを参照)の前までは8V
電位に固定されたままである。In the operation system shown in FIG. 7, the bit line corresponding to the selected memory cell of the "0" write bit line whose threshold voltage is higher than 0.5 V is once charged to 8 V during the write pulse applying operation. After that, since the potential does not drop from 8V during both the write pulse application operation and the write verify read operation, it is 8V before the bit line reset operation (see the algorithm of FIG. 8).
It remains fixed at the electric potential.
【0064】これは、書き込みベリファイ読み出し動作
では“0”書き込みビット線が対応する選択メモリセル
データにかかわらず常に“H”と読まれることが必要不
可欠であり、“0”書き込みビット線電位が予め8Vに
あっても(Vcc−Vthn )電位にあっても書き込みベリ
ファイ読み出し結果(再書き込みデータ)を“0”とす
ることが可能である。また、書き込みパルス印加動作時
に8V電位となるのは“0”書き込みビット線だけであ
るため、あえて書き込みベリファイ前には“0”書き込
みビット線電位を8Vから低下させる必要がないため、
図7のような動作方式が可能となる。In the write verify read operation, it is essential that the "0" write bit line is always read as "H" regardless of the corresponding selected memory cell data, and the "0" write bit line potential is previously set. It is possible to set the write-verify read result (rewrite data) to "0" regardless of whether the potential is 8V or (Vcc-Vthn). In addition, since only the "0" write bit line becomes 8V potential during the write pulse application operation, it is not necessary to lower the "0" write bit line potential from 8V before the write verify.
The operation system as shown in FIG. 7 becomes possible.
【0065】図8に、図7の動作タイミングを用いた場
合のメモリセルへのデータ書き込みを行うときのアルゴ
リズムを表すフローチャートを示す。図7の方法では、
“0”書き込みを行うメモリセルのうち、メモリセルの
しきい値電圧が0.5Vより高いメモリセルに接続され
たビット線の電圧は、一度書き込みパルス印加動作を行
った後は、8V程度の電圧にある。FIG. 8 is a flow chart showing an algorithm for writing data to the memory cell when the operation timing of FIG. 7 is used. In the method of FIG. 7,
The voltage of the bit line connected to the memory cell in which the threshold voltage of the memory cell is higher than 0.5V among the memory cells in which "0" is written is about 8V after the write pulse application operation is performed once. Is on the voltage.
【0066】この状態を保ったまま書き込みシーケンス
を終了すると、書き込みシーケンス終了後にデータ読み
出し動作(図6の動作に相当)が続く場合には、データ
読み出し動作中のビット線プリチャージ動作時(φPが
“H”にある動作時)にもビット線は8V電位から低下
しないため、ビット線が8V程度の電圧に保たれたまま
の状態でメモリセルのデータ判定が行われることにな
り、誤読み出しの原因となる可能性がある。つまり、メ
モリセルのデータ判定をする際のビット線電位が通常時
の(Vcc−Vthn )電位よりも高い8V程度にあるた
め、誤読み出しが起こる危険が高くなる。If the data read operation (corresponding to the operation of FIG. 6) continues after the write sequence is completed when the write sequence is completed while maintaining this state, during the bit line precharge operation (φP is during the data read operation). Since the bit line does not drop from the 8V potential even during the "H" operation), the data determination of the memory cell is performed while the bit line is kept at the voltage of about 8V. It may be the cause. In other words, since the bit line potential at the time of determining the data of the memory cell is about 8 V, which is higher than the (Vcc-Vthn) potential at the normal time, the risk of erroneous reading increases.
【0067】この状態を防ぐためには、書き込みシーケ
ンスが終了する前にビット線を通常読み出し動作時のビ
ット線プリチャージ電圧(Vcc−Vthn )電位以下の電
圧に設定する必要がある。これを実現するために、図7
中のビット線電位リセット動作の項目があり、この動作
項目は図8(S7)に相当する。但し、図7中では、ビ
ット線電位リセット動作中に全てのビット線電位を0V
に設定する場合を示したが、本発明はこの動作方式に限
定されるものではなく、例えば、ビット線リセット動作
時に全てのビット線電位を(Vcc−Vthn )電位に設定
する場合や、データ書き込み完了時(図8(S6)にて
“YES”の時)に(Vcc−Vthn )電位より高い電圧
にあるビット線のみを0V電位や(Vcc−Vthn )電位
まで低下させる場合など種々変更可能である。In order to prevent this state, it is necessary to set the bit line to a voltage equal to or lower than the bit line precharge voltage (Vcc-Vthn) potential during the normal read operation before the write sequence is completed. To realize this, FIG.
There is a bit line potential reset operation item in the middle, and this operation item corresponds to FIG. 8 (S7). However, in FIG. 7, all bit line potentials are set to 0V during the bit line potential reset operation.
However, the present invention is not limited to this operation method. For example, when all bit line potentials are set to (Vcc-Vthn) potential at the time of bit line reset operation, At the completion (when "YES" in FIG. 8 (S6)), only the bit lines having a voltage higher than the (Vcc-Vthn) potential are lowered to 0V potential or the (Vcc-Vthn) potential. is there.
【0068】図9に、図5に示したビット線制御回路の
変更例を示す。図9において、図5の回路と異なる部分
はデータ読み出し動作時にビット線をプリチャージする
部分、つまり図5中のトランジスタQn11 の部分が図9
中ではトランジスタQd1、Qp5に置き換えられていると
ころである。従って、図9ではデータ読み出し動作時に
はビット線電位はVccまでプリチャージされる。この図
9を用いた場合のデータ読み出し動作時における動作タ
イミング図を図10に、また書き込みパルス印加/書き
込みベリファイ時の動作を図11に示す。FIG. 9 shows a modification of the bit line control circuit shown in FIG. 9, the portion different from the circuit of FIG. 5 is the portion for precharging the bit line during the data read operation, that is, the portion of the transistor Qn11 in FIG.
It is being replaced with transistors Qd1 and Qp5. Therefore, in FIG. 9, the bit line potential is precharged to Vcc during the data read operation. FIG. 10 shows an operation timing chart in the data read operation using FIG. 9, and FIG. 11 shows an operation in the write pulse application / write verify operation.
【0069】また、図9、図10、図11を用いた各動
作時の制御ゲート,選択ゲート,ビット線,及びpウェ
ル(又は基板)の電位を下記の(表3)に示す。(表
3)では、電源電圧Vccが3Vであり、制御ゲートCG
2が選択された場合の電位関係を示している。Further, the potentials of the control gate, the selection gate, the bit line, and the p well (or substrate) at the time of each operation using FIGS. 9, 10 and 11 are shown in the following (Table 3). In Table 3, the power supply voltage Vcc is 3V and the control gate CG is
The potential relationship when 2 is selected is shown.
【0070】[0070]
【表3】 [Table 3]
【0071】図10のデータ読み出し動作タイミング
は、図6に示した動作タイミングと比べて、ビット線プ
リチャージ電位レベルがVcc電位となった部分、及びビ
ット線プリチャージ用トランジスタQd1,Qp5を駆動す
る信号φP,/φPの部分だけが異なり、他は同じ動作
であるため、図6の動作と同様に理解できる。Compared to the operation timing shown in FIG. 6, the data read operation timing of FIG. 10 drives the portion where the bit line precharge potential level becomes Vcc potential and the bit line precharge transistors Qd1 and Qp5. Since only the signals φP and / φP are different and the other operations are the same, the operation can be understood similarly to the operation of FIG.
【0072】図11の動作タイミングは、基本的には図
7の動作タイミングと同じである。図11の動作タイミ
ングにおいて、図7の動作タイミングと異なる部分は、
書き込みパルス印加動作時に“0”書き込みのビット線
への印加電圧がVccである点、書き込みベリファイ読み
出し時のビット線プリチャージ電圧がVcc電位である
点、信号φFの書き込みパルス印加動作時の“H”レベ
ル電位がVH1電位である点、信号VMBがVcc電位に固定
されている点、ビット線リセット動作が無い点などであ
る。但し、VH1電位は(Vcc+Vthn )電位より高い
電位であり、従ってノードN1がVcc電位にある場合に
トランジスタQn7を介してビット線をVcc電位に充電す
ることが可能である。図11のように、書き込みパルス
印加動作時の“0”書き込みビット線への印加電圧がV
ccである場合にも本発明は有効である。The operation timing of FIG. 11 is basically the same as the operation timing of FIG. The operation timing of FIG. 11 differs from the operation timing of FIG.
The voltage applied to the bit line for "0" writing during the write pulse application operation is Vcc, the bit line precharge voltage during the write verify read is the Vcc potential, and "H" during the write pulse application operation for the signal φF. "The level potential is the VH1 potential, the signal VMB is fixed at the Vcc potential, and the bit line reset operation is not performed. However, since the VH1 potential is higher than the (Vcc + Vthn) potential, it is possible to charge the bit line to the Vcc potential via the transistor Qn7 when the node N1 is at the Vcc potential. As shown in FIG. 11, the voltage applied to the “0” write bit line during the write pulse application operation is V
The present invention is also effective in the case of cc.
【0073】図10、図11の動作タイミングではビッ
ト線の“H”レベルが共にVcc電位であるため、図7や
図8に示したビット線リセット動作によるビット線
“H”レベル電位の低下を行う必要はなく、従ってデー
タ書き込みを行う際のアルゴリズムは、図12のように
ビット線リセット動作を省くことができ、従って図11
中にもビット線リセット動作は示されていない。At the operation timings of FIGS. 10 and 11, since both the "H" level of the bit line is the Vcc potential, the bit line "H" level potential is lowered by the bit line reset operation shown in FIGS. 7 and 8. It is not necessary to do so, so the algorithm for writing data can omit the bit line reset operation as in FIG.
The bit line reset operation is not shown therein.
【0074】以下に、図10、図11の動作タイミング
の説明を行う。The operation timings of FIGS. 10 and 11 will be described below.
【0075】図10は、読み出し時の動作タイミングを
示している。信号φF が“L”となりビット線BLi と
CMOSフリップフロップFFは切り離される。プリチ
ャージ信号φP ,/φP がそれぞれ“H”,“L”とな
ることで、ビット線BLi がVccにプリチャージされ
る。この後、選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 にロウデコーダ5から電圧が出力される。
例えば、CG2 が選択された場合、SG1 ,SG2 ,C
G1 ,CG3 〜CG8 がVcc、CG2 が0Vとなる。メ
モリセルのデータが“0”の場合はビット線BLi は
“L”レベルとなり、データが“1”の場合は“H”レ
ベルのままである。FIG. 10 shows the operation timing at the time of reading. The signal .phi.F becomes "L", and the bit line BLi and the CMOS flip-flop FF are disconnected. The bit lines BLi are precharged to Vcc by setting the precharge signals .phi.P and /.phi.P to "H" and "L", respectively. After this, select gates SG1 and SG2, control gate C
A voltage is output from the row decoder 5 to G1 to CG8.
For example, if CG2 is selected, SG1, SG2, C
G1 and CG3 to CG8 are Vcc, and CG2 is 0V. When the data in the memory cell is "0", the bit line BLi is at "L" level, and when the data is "1", it remains at "H" level.
【0076】選択ゲート,制御ゲートが0Vにリセット
された後、信号φSP,φRPが“H”、φSN,φRNが
“L”となって、CMOSフリップフロップFFが非活
性状態となった後、信号φF が“H”となり、ビット線
BLi の電位がCMOSフリップフロップFFの出力線
に伝えられる。そして、φSPが“L”、φSNが“H”と
なってビット線BLi の電位がセンスされ、φRPが
“L”、φRNが“H”となってセンスしたデータがラッ
チされる。ラッチされた読み出しデータはカラム選択信
号CSLi が“H”となって、入出力線IO,/IOに
出力される。After the selection gate and the control gate are reset to 0V, the signals φSP and φRP are set to “H”, φSN and φRN are set to “L”, and the CMOS flip-flop FF is inactivated. φF becomes "H", and the potential of the bit line BLi is transmitted to the output line of the CMOS flip-flop FF. Then, .phi.SP becomes "L", .phi.SN becomes "H", the potential of the bit line BLi is sensed, and .phi.RP becomes "L" and .phi.RN become "H", and the sensed data is latched. The latched read data is output to the input / output lines IO and / IO when the column selection signal CSLi becomes "H".
【0077】図11は、書き込みパルス印加/書き込み
ベリファイ時の動作を示している。書き込みデータが入
出力線IO,/IOからCMOSフリップフロップFF
にラッチされた後、信号φF がVH1となり、ラッチした
データによってビット線BLi は0VかVccとなる。
“1”書き込みの場合は0V、“0”書き込みの場合は
Vccである。このとき、選択ゲートSG1 はVMWL 、S
G2 は0V、制御ゲートはCG2 が選択されている場
合、CG1 がVMWL 、CG2 が高電圧Vpp(〜20V)
で、CG3 〜CG8 はVMWL である。FIG. 11 shows the operation during write pulse application / write verify. Write data is transferred from the input / output lines IO and / IO to the CMOS flip-flop FF.
After being latched at, the signal φF becomes VH1, and the bit line BLi becomes 0V or Vcc depending on the latched data.
It is 0 V when "1" is written, and Vcc when "0" is written. At this time, the select gate SG1 is set to VMWL, S
When G2 is 0V and CG2 is selected as the control gate, CG1 is VMWL and CG2 is a high voltage Vpp (~ 20V).
CG3 to CG8 are VMWL.
【0078】選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 が0Vにリセットされた後、信号φF が
“L”となって、続いてベリファイ読み出し動作とな
る。Select gates SG1 and SG2, control gate C
After G1 to CG8 are reset to 0V, the signal .phi.F becomes "L", and then the verify read operation is started.
【0079】ベリファイ読み出し動作は通常の読み出し
動作と同様、まずプリチャージ信号φP が“H”、/φ
P が“L”となって、“1”データ書き込みに対応する
ビット線BLi がVccにプリチャージされる。このと
き、“1”データ書き込みに対応するビット線は既にV
cc電位にあるため、Vcc電位のまま保持される。この
後、ロウデコーダ5により選択ゲート,制御ゲートが駆
動される。選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートCG
1 〜CG8 がリセットされた後、ベリファイ信号φV が
“H”となり、“0”書き込みをしたビット線BLi に
のみVcc−Vthn が出力される。In the verify read operation, as in the normal read operation, first, the precharge signal φP is "H", / φ.
P becomes "L", and the bit line BLi corresponding to "1" data writing is precharged to Vcc. At this time, the bit line corresponding to the "1" data write is already V
Since it is at the cc potential, it is kept at the Vcc potential. Thereafter, the row decoder 5 drives the selection gate and the control gate. Select gates SG1 and SG2, control gate CG
After 1 to CG8 are reset, the verify signal .phi.V becomes "H" and Vcc-Vthn is output only to the bit line BLi in which "0" is written.
【0080】この後、φSP,φRPが“H”、φSN,φRN
が“L”となり、φF が“H”となる。信号φSPが
“L”、φSNが“H”となってビット線電位がセンスさ
れた後、信号φRPが“L”、φRNが“H”となって、再
書き込みデータがラッチされる。このとき書き込みデー
タとメモリセルのデータと再書き込みデータの関係は、
先の実施形態で説明した(表1)の通りである。After that, φSP and φRP are “H”, φSN and φRN
Becomes "L" and φF becomes "H". After the signal .phi.SP is "L" and .phi.SN is "H" to sense the bit line potential, the signal .phi.RP is "L" and .phi.RN is "H" and the rewrite data is latched. At this time, the relation between write data, memory cell data, and rewrite data is
This is as described in (Table 1) in the above embodiment.
【0081】書き込みパルス印加/書き込みベリファイ
動作は例えば100回程繰り返され終了する。この実施
形態での消去、書き込み、読み出し、ベリファイ読み出
し時のビット線BLi 、選択ゲートSG1 ,SG2 、制
御ゲートCG1 〜CG8 の電位を、(表3)に示す。こ
こでは、CG2 が選択された場合を示している。The write pulse application / write verify operation is repeated, for example, about 100 times and completed. Table 3 shows the potentials of the bit line BLi, the select gates SG1 and SG2, and the control gates CG1 to CG8 at the time of erasing, writing, reading, and verify reading in this embodiment. Here, a case where CG2 is selected is shown.
【0082】ここで、上記実施形態を用いた場合の効
果、つまり従来方式を用いた場合に比べて優れている点
を述べる。図5の回路を用いた場合の、従来方式におけ
る動作タイミング図は前記図24に示した通りである。
図7と図24の動作タイミングの違いは、信号φP,信
号φR,及びビット線BLi の電位だけである。Here, the effect of using the above-described embodiment, that is, an advantage that is superior to the case of using the conventional method will be described. The operation timing chart in the conventional method when the circuit of FIG. 5 is used is as shown in FIG.
The difference in operation timing between FIG. 7 and FIG. 24 is only in the signal φP, the signal φR, and the potential of the bit line BLi.
【0083】この従来方式の特徴は書き込みパルス印加
動作の終りに全てのビット線を0Vに設定する動作(図
24(ア)に相当)を含んでいることである。書き込み
ベリファイ読み出し動作時にはメモリセルのデータをビ
ット線に読み出す前にビット線を予め“H”レベルに設
定しておく必要があるため、ビット線電位を書き込みベ
リファイ読み出し動作の始めに全てのビット線を(Vcc
−Vthn )電位まで充電する動作が必要となる。図24
の動作方式を用いると、書き込みパルス印加動作/書き
込みベリファイ読み出し動作のサイクルの中で全ての
“0”書き込みビット線を8Vと0Vの間を往復させね
ばならない。The feature of this conventional system is that it includes an operation (corresponding to FIG. 24A) of setting all the bit lines to 0 V at the end of the write pulse applying operation. During the write verify read operation, it is necessary to set the bit line to the “H” level in advance before reading the data of the memory cell to the bit line. Therefore, the bit line potential is set to all bit lines at the beginning of the write verify read operation. (Vcc
An operation of charging to the −Vthn) potential is required. FIG.
If the operation method of (3) is used, all the "0" write bit lines must be reciprocated between 8V and 0V in the cycle of the write pulse application operation / write verify read operation.
【0084】従って、書き込みパルス印加動作中に8V
まで充電したビット線を全て一度0Vまで放電した後、
次の書き込みパルス印加動作中にまた全ての“0”書き
込みビット線を8Vまで充電させねばならない。つま
り、書き込みパルス印加動作/書き込みベリファイ読み
出し動作中に0Vと8Vの間の充放電を行うビット線の
本数が多くなるため、消費電力が大変大きくなると共
に、ビット線の充放電動作0V→(Vcc−Vthn ),
(Vcc−Vthn )→8V,8V→0Vの各動作の所要時
間が長くなる。従って、書き込みパルス印加動作や書き
込みシーケンス所要時間が長くなる、という問題が従来
あった。Therefore, 8 V is applied during the write pulse application operation.
After discharging all the bit lines charged up to 0V once,
During the next write pulse applying operation, all the "0" write bit lines must be charged up to 8V. That is, since the number of bit lines that perform charging / discharging between 0V and 8V during the write pulse application operation / write verify read operation increases, the power consumption becomes very large and the bit line charging / discharging operation 0V → (Vcc -Vthn),
The time required for each operation of (Vcc-Vthn) → 8V, 8V → 0V becomes long. Therefore, there has conventionally been a problem that the time required for the write pulse application operation and the write sequence becomes long.
【0085】一方、図7の動作方式では、“0”書き込
みビット線のうち対応する選択メモリセルのしきい値電
圧が0.5Vより高いビット線では、書き込みパルス印
加動作中に一度8Vまで充電された後は、書き込みパル
ス印加動作・書き込みベリファイ読み出し動作中のいず
れにも8V電位から低下することがないため、ビット線
リセット動作(図8のアルゴリズムを参照)の前までは
8V電位に固定されたままである。On the other hand, in the operation system shown in FIG. 7, in the bit line where the threshold voltage of the corresponding selected memory cell in the "0" write bit line is higher than 0.5V, the voltage is once charged to 8V during the write pulse application operation. After that, the potential does not drop from 8V during both the write pulse application operation and the write verify read operation, so it is fixed at 8V potential before the bit line reset operation (see the algorithm in FIG. 8). It remains.
【0086】これは、書き込みベリファイ読み出し動作
では“0”書き込みビット線が“H”レベルにあると判
定されることが特徴であり、“0”書き込みビット線電
位が予め8Vにあっても(Vcc−Vthn )電位にあって
も“H”レベルと判定されるなら書き込みベリファイ読
み出し結果(再書き込みデータ)に影響がないからであ
る。また、書き込みパルス印加動作時に8V電位にある
ビット線は全て“0”書き込みビット線であるため、あ
えて書き込みベリファイ前には“0”書き込みビット線
電位を8Vから低下させる必要がないため、図7のよう
な動作方式が可能となる。This is characterized in that the "0" write bit line is determined to be at the "H" level in the write verify read operation, and even if the "0" write bit line potential is 8 V in advance (Vcc This is because there is no influence on the write verify read result (rewrite data) if it is determined to be at the “H” level even at the −Vthn) potential. Further, since all the bit lines that are at the 8V potential during the write pulse application operation are “0” write bit lines, it is not necessary to lower the “0” write bit line potential from 8V before the write verify. Such an operation method is possible.
【0087】従って、図7の動作方式では、図24
(ア)のような全ビット線を0Vまで放電する動作がな
いため、書き込みパルス印加動作時に8Vまで充電する
必要があるビット線は、全ての“0”書き込みビット線
のうち8Vより低い電圧にあるビット線だけでよい。つ
まり、全“0”書き込みビット線を書き込みパルス印加
動作の度に8Vまで充電する図13の方式に比べて、0
Vと8Vの間を充放電するビット線の本数を大幅に減ら
すことができるため、消費電力を大幅に小さくできる。
また、充放電ビット線の本数が少ないため、0V→(V
cc−Vthn )、(Vcc−Vthn )→8V,8V→0Vの
充放電動作所要時間を大幅に短縮できるため、書き込み
パルス印加動作や書き込みシーケンス動作の所要時間を
大幅に短縮できる。Therefore, in the operation method of FIG.
Since there is no operation to discharge all the bit lines to 0V as in (a), the bit lines that need to be charged to 8V at the time of applying the write pulse are set to a voltage lower than 8V among all the "0" write bit lines. Only a certain bit line is needed. That is, as compared with the method of FIG. 13 in which all the “0” write bit lines are charged to 8 V each time the write pulse application operation is performed,
Since the number of bit lines for charging and discharging between V and 8V can be significantly reduced, power consumption can be significantly reduced.
In addition, since the number of charge / discharge bit lines is small, 0V → (V
Since the time required for the charge / discharge operation of (cc-Vthn), (Vcc-Vthn) → 8V, 8V → 0V can be greatly shortened, the time required for the write pulse application operation and the write sequence operation can be greatly shortened.
【0088】また、図11の動作タイミングを用いる場
合にも、本発明は有効である。図11の動作方式におい
ても、図7の動作方式の場合と同様に、書き込みパルス
印加動作中や書き込みベリファイ読み出し動作中に全ビ
ット線を同時に放電する動作などが存在しない。従っ
て、“0”書き込みビット線のうち対応する選択メモリ
セルのしきい値電圧が正であるビット線では1回目の書
き込みパルス印加動作中にVcc電位となった後は、書き
込みシーケンス終了まで(図24(ア)を参照)Vcc電
位に固定されたままである。The present invention is also effective when the operation timing shown in FIG. 11 is used. In the operation method of FIG. 11, as in the operation method of FIG. 7, there is no operation of simultaneously discharging all bit lines during the write pulse application operation or the write verify read operation. Therefore, in the bit line where the threshold voltage of the corresponding selected memory cell is positive among the "0" write bit lines, after reaching the Vcc potential during the first write pulse application operation, the write sequence ends (see FIG. 24 (a)) It remains fixed at the Vcc potential.
【0089】従って、図11の動作方式では、不必要な
ビット線電位の放電は行わない。つまり、放電されるビ
ット線は、“1”書き込みビット線(書き込みパルス印
加動作時)、及び選択メモリセルのしきい値電圧が0.
5V以下であるビット線(書き込みベリファイ読み出し
動作時)だけとなる。この場合にも、図7の動作時と同
様に、書き込みパルス印加動作/書き込みベリファイ読
み出し動作において充放電を行うビット線の本数を減ら
すことができ、従って消費電力を大幅に小さくできる。
また、0V→Vcc,Vcc→0Vの充放電動作所要時間を
大幅に短縮できるため、書き込みパルス印加動作や書き
込みシーケンス動作の所要時間を大幅に短縮することが
できる。Therefore, in the operation system of FIG. 11, unnecessary discharge of the bit line potential is not performed. That is, the bit lines to be discharged are "1" write bit line (during write pulse application operation) and the threshold voltage of the selected memory cell is 0.
Only the bit line of 5 V or less (during write verify read operation) is used. Also in this case, as in the operation of FIG. 7, it is possible to reduce the number of bit lines that are charged / discharged in the write pulse application operation / write verify read operation, and therefore the power consumption can be significantly reduced.
Further, since the time required for the charge / discharge operation of 0V → Vcc and Vcc → 0V can be greatly shortened, the time required for the write pulse application operation and the write sequence operation can be greatly shortened.
【0090】以上述べた効果以外に、上記実施形態を用
いると図24(ア)の動作をなくすことができるため、
図24(ア)の動作所要時間分だけ書き込みベリファイ
読み出し動作所要時間を短縮でき、従って図7や図11
の動作方式ではこの要因による動作高速化を実現でき
る。In addition to the effects described above, the use of the above embodiment can eliminate the operation of FIG.
The write verify read operation required time can be shortened by the operation required time shown in FIG.
In the operation method of 1, the operation speed can be increased by this factor.
【0091】図13は、ビット線制御回路2の他の構成
例を示す図である。データラッチ兼センスアンプとし
て、EタイプpチャネルMOSトランジスタQp7,Qp
8,Qp9,Qp10 と、EタイプnチャネルMOSトラン
ジスタQn17 ,Qn18 により構成されるCMOSフリッ
プフロップFF2を有する。このフリップフロップFF
2は、1本のビット線に対し1つの割合で設けられてい
る。FIG. 13 is a diagram showing another configuration example of the bit line control circuit 2. As a data latch and sense amplifier, E type p-channel MOS transistors Qp7, Qp
It has a CMOS flip-flop FF2 composed of 8, Qp9, Qp10 and E type n-channel MOS transistors Qn17, Qn18. This flip-flop FF
Two bits are provided for each bit line.
【0092】CMOSフリップフロップFF2のビット
線側のノードN1は、EタイプnチャネルMOSトラン
ジスタQn20 ,DタイプnチャネルMOSトランジスタ
Qd2の直列回路を介してビット線BLに接続される。n
チャネルMOSトランジスタQn20,Qd2は、それぞれ制
御信号BLCD,BLTRによって制御されて、CMO
SフリップフロップFF2とビット線の間を接続したり
切り離したりする。信号BLTR,BLCDは、書き込
み時に一時的にVMWLノードと接続状態になり、この
ときにはVMWL =10Vであるため、BLTR,BLC
Dも10Vとなり、ビット線BLをノードN1と同電位
に設定する。The node N1 on the bit line side of the CMOS flip-flop FF2 is connected to the bit line BL via a series circuit of an E type n channel MOS transistor Qn20 and a D type n channel MOS transistor Qd2. n
The channel MOS transistors Qn20 and Qd2 are controlled by the control signals BLCD and BLTR, respectively, and the CMO
The S flip-flop FF2 and the bit line are connected or disconnected. The signals BLTR and BLCD are temporarily connected to the VMWL node at the time of writing, and at this time VMWL = 10V, BLTR and BLC
D also becomes 10V, and the bit line BL is set to the same potential as the node N1.
【0093】また、信号BLTR,BLCDは、それぞ
れ読み出し時にはVcc,0Vとなって、ビット線電位を
ノードN3まで転送すると共に、ノードN3とノードN
1の間を非導通とする。Further, the signals BLTR and BLCD become Vcc and 0V at the time of reading, respectively, to transfer the bit line potential to the node N3, and at the same time, to the nodes N3 and N.
There is no conduction between 1 and 2.
【0094】ビット線BLには、プリチャージ信号BL
CUにより制御されるビット線プリチャージ用のEタイ
プnチャネルMOSトランジスタQn12 が設けられてい
る。このトランジスタQn12 を介して、プリチャージ動
作時にはビット線BLは設定される。The precharge signal BL is applied to the bit line BL.
An E type n channel MOS transistor Qn12 for bit line precharge controlled by the CU is provided. The bit line BL is set during the precharge operation via the transistor Qn12.
【0095】フリップフロップFF2のノードN2は、
接地電位0Vとの間にEタイプnチャネルMOSトラン
ジスタQn15,Qn16 の直列回路が設けられている。これ
らのうち、MOSトランジスタQn15 のゲートにはビッ
ト線電位センス時に“H”となるビット線電位センス信
号BLSENが入力され、残りのMOSトランジスタQ
n16 のゲートは前記トランジスタQn20 とQd2の間のノ
ードN3により制御される。The node N2 of the flip-flop FF2 is
A series circuit of E type n-channel MOS transistors Qn15 and Qn16 is provided between the ground potential and 0V. Among these, the gate of the MOS transistor Qn15 receives the bit line potential sense signal BLSEN which becomes "H" at the time of sensing the bit line potential, and the remaining MOS transistors Qn15.
The gate of n16 is controlled by the node N3 between the transistors Qn20 and Qd2.
【0096】これらのMOSトランジスタにより、読み
出し動作中にはビット線電位に応じてフリップフロップ
FF2のラッチデータが設定される。具体的には、ビッ
ト線が“H”にあればノードN1,N2はそれぞれ
“H”,“L”に、またビット線が“L”にあればノー
ドN1,N2はそれぞれ“L”,“H”に設定される。These MOS transistors set the latch data of the flip-flop FF2 according to the bit line potential during the read operation. Specifically, if the bit line is "H", the nodes N1 and N2 are "H" and "L", respectively, and if the bit line is "L", the nodes N1 and N2 are "L" and "L", respectively. H ".
【0097】また、フリップフロップFF2のノードN
1と接地電位0Vとの間にEタイプnチャネルMOSト
ランジスタQn19 が設けられている。このトランジスタ
Qn19 ではフリップフロップFF2のリセット動作時に
“H”となるフリップフロップのリセット信号LRST
がゲートに入力されており、ノードN1,N2がそれぞ
れ“L”,“H”となるようにリセットを行う動作を実
現する。Further, the node N of the flip-flop FF2
An E type n-channel MOS transistor Qn19 is provided between 1 and the ground potential 0V. In this transistor Qn19, the reset signal LRST of the flip-flop which becomes "H" during the reset operation of the flip-flop FF2.
Is input to the gate, and the reset operation is realized so that the nodes N1 and N2 are set to "L" and "H", respectively.
【0098】また、フリップフロップFF2を構成する
MOSトランジスタQp9,Qp7のゲートにはそれぞれ信
号SAP,0Vが入力されている。信号SAPは前記フ
リップフロップのリセット動作時に“H”となりQP9を
オフ状態とし、前記リセット動作時にQp9,Qp10 ,Q
n19 のパスで流れる貫通電流を防ぐ役割を果たしてい
る。前記リセット動作時以外には信号SAPは“L”状
態に保たれ、フリップフロップFF2のデータ保持状態
を実現している。Signals SAP and 0V are input to the gates of the MOS transistors Qp9 and Qp7 forming the flip-flop FF2, respectively. The signal SAP becomes "H" during the reset operation of the flip-flop to turn off QP9, and Qp9, Qp10, Q during the reset operation.
It plays a role in preventing shoot-through current flowing in the n19 path. The signal SAP is kept in the "L" state except when the reset operation is performed, thereby realizing the data holding state of the flip-flop FF2.
【0099】また、VMBはフリップフロップFF2の
pチャネルMOSトランジスタQp7〜10が形成されるn
型ウェル、及びpチャネルMOSトランジスタQp7, Q
p9の共通ソースノードに与えられる電位で、通常Vccで
あり、書き込み動作時には一時的にVMBLノードと接
続される。このときには、VMBLノードは8Vとなる
ため、VMBノードも8Vとなる。また、プリチャージ
電位BLCRLは通常Vcc電位にあり、ビット線のリセ
ット時に0Vとなる。Further, in VMM, n in which the p-channel MOS transistors Qp7 to 10 of the flip-flop FF2 are formed.
Type well and p-channel MOS transistors Qp7, Q
The potential applied to the common source node of p9, which is normally Vcc, is temporarily connected to the VMBL node during a write operation. At this time, since the VMBL node becomes 8V, the VMB node also becomes 8V. Further, the precharge potential BLCRL is normally at the Vcc potential and becomes 0V when the bit line is reset.
【0100】引き続き、読み出し動作の説明を図14の
タイミング図を用いて説明する。読み出し動作開始時は
ビット線電位は0V以上で(Vcc−Vthn )以下の電位
にある。読み出し動作では、まずプリチャージ信号BL
CUが0VからVccとなってビット線が(Vcc−Vthn
)にプリチャージされた後、BLCUが0Vとなって
プリチャージ動作が終了する。また、信号SAPが0V
からVccとなり、続いて信号LRSTが0VからVccと
なることにより、フリップフロップFF中のノードN1
が“L”レベル、つまり0Vに設定され、従ってノード
N2(図14中では省略)が“H”レベル、つまりVcc
となる。Next, the read operation will be described with reference to the timing chart of FIG. At the start of the read operation, the bit line potential is 0 V or more and (Vcc-Vthn) or less. In the read operation, first, the precharge signal BL
The CU changes from 0V to Vcc and the bit line becomes (Vcc-Vthn
), BLCU becomes 0 V, and the precharge operation ends. In addition, the signal SAP is 0V
From Vcc to Vcc, and then the signal LRST changes from 0V to Vcc, so that the node N1 in the flip-flop FF is
Is set to the "L" level, that is, 0V, so that the node N2 (not shown in FIG. 14) is set to the "H" level, that is, Vcc.
Becomes
【0101】この場合には、信号LRSTがVccとなる
より早く信号SAPがVccとなるため、図13中の回路
のフリップフロップFF2中でのMOSトランジスタQ
p9,Qp10,Qn19 の経路での貫通電流を防ぐことがで
き、消費電流を小さく抑えることができる。前記ノード
N1が全て0Vとなった後、信号SAP,LRSTが共
に0Vとなり、フリップフロップFF2のラッチデータ
のセットが終わる。In this case, since the signal SAP becomes Vcc earlier than the signal LRST becomes Vcc, the MOS transistor Q in the flip-flop FF2 of the circuit in FIG.
It is possible to prevent a shoot-through current in the path of p9, Qp10, Qn19, and to reduce the current consumption. After the nodes N1 all become 0V, the signals SAP and LRST both become 0V, and the setting of the latch data of the flip-flop FF2 is completed.
【0102】また、選択メモリセルを含むNANDセル
中の制御ゲートCGのうち選択メモリセルのゲート電極
に対応する制御ゲート以外がVccに充電される、例えば
CG2が選択された場合にはCG1,CG3〜8がVcc
に充電される(以下、選択メモリセルが制御ゲートCG
2をゲート電極とする場合について説明するが、CG2
以外の制御ゲートが選択された場合も同様の動作を実現
できる。)。また、ソース線側の選択ゲートSG2、ビ
ット線コンタクト側の選択ゲートSG1がVccに充電さ
れる。Of the control gates CG in the NAND cell including the selected memory cell, except the control gate corresponding to the gate electrode of the selected memory cell is charged to Vcc, for example, when CG2 is selected, CG1 and CG3. ~ 8 is Vcc
(Hereinafter, the selected memory cell is controlled by the control gate CG)
The case where 2 is used as the gate electrode will be described. CG2
The same operation can be realized when a control gate other than the above is selected. ). Further, the source line side select gate SG2 and the bit line contact side select gate SG1 are charged to Vcc.
【0103】一定時間(〜10μsec)の後に、選択
メモリセルを含むNANDセル中の全ての制御ゲートC
G1〜8、及び両方の選択ゲートSG1,SG2が0V
に設定される。この一定時間とはビット線をVccから
“L”レベルに相当する電圧までNANDセル(=
“0”データの選択メモリセルを含むNANDセル)を
介して放電する所要時間に基づいた値であり、通常
“0”データの選択メモリセルを含むNANDセルの中
で最も放電時間が遅いNANDセルのビット線放電所要
時間以上に設定される。この時点で、“1”データの選
択メモリセルに対応するビット線電位は“H”,“0”
データの選択メモリセルに対応するビット線電位は
“L”となっている。After a fixed time (-10 μsec), all control gates C in the NAND cell including the selected memory cell are
G1 to 8 and both select gates SG1 and SG2 are 0V
Is set to This constant time means that the NAND cell (=
NAND cell including a selected memory cell of "0" data) is a value based on a time required for discharging, and normally, a NAND cell having the slowest discharge time among NAND cells including a selected memory cell of "0" data The bit line discharge time is set longer than the required time. At this point, the bit line potentials corresponding to the selected memory cell of "1" data are "H" and "0".
The bit line potential corresponding to the selected memory cell for data is "L".
【0104】また、ビット線電位センス信号BLSEN
が0VからVccとなり、ビット線電位がセンスされる。
この時、“H”にあるビット線に対応するフリップフロ
ップFF2では、N3,BLSEN共に“H”にあるた
め、Qn15,Qn16 共にオン状態となり、従ってノードN
2が“L”となる(Qp7,Qp8直列回路よりもQn15,Q
n16 直列回路の方が電流駆動能力が大きくなるように設
定してある。従って、Qn15,Qn16 共にオン状態となる
とノードN2は“L”となる。)ため、ノードN1は
“H”となる。一方、“L”にあるビット線に対応する
フリップフロップFF2では、N3が“L”にあるため
Qn16 がオフ状態にあり、従ってフリップフロップFF
2のノードN2は“H”のままであり、ノードN1は
“L”のままである。Further, the bit line potential sense signal BLSEN
Changes from 0V to Vcc, and the bit line potential is sensed.
At this time, in the flip-flop FF2 corresponding to the bit line in "H", since both N3 and BLSEN are in "H", both Qn15 and Qn16 are turned on, so that the node N
2 becomes "L" (Qn15, Q rather than Qp7, Qp8 series circuit)
The n16 series circuit is set to have a larger current drive capacity. Therefore, when both Qn15 and Qn16 are turned on, the node N2 becomes "L". Therefore, the node N1 becomes "H". On the other hand, in the flip-flop FF2 corresponding to the bit line in "L", Qn16 is in the off state because N3 is in "L".
The second node N2 remains "H" and the node N1 remains "L".
【0105】このようにして、ビット線のレベルに応じ
てフリップフロップFFのデータ状態が変化又は保持さ
れ、メモリセルデータのフリップフロップFFへの読み
出しが実行されると共に、読み出しデータがそのままラ
ッチされる。この後、信号BLSENが0Vとなり、続
いて前記IO,/IOに読み出しデータが出力されて、
データ出力バッファ6に伝えられ、外部に取り出され
る。これで読み出し動作が終了する。In this way, the data state of the flip-flop FF is changed or held according to the level of the bit line, the memory cell data is read to the flip-flop FF, and the read data is latched as it is. . After that, the signal BLSEN becomes 0V, and subsequently read data is output to the IO and / IO,
It is transmitted to the data output buffer 6 and taken out. This completes the read operation.
【0106】図15は、書き込み/書き込み確認時の動
作を示している。書き込みデータが入出力線IO,/I
OからCMOSフリップフロップFFにラッチされた
後、プリチャージ信号BLCUが“H”となって、ビッ
ト線BLi が(Vcc−Vthn )にプリチャージされる。FIG. 15 shows the operation at the time of writing / writing confirmation. Write data is input / output lines IO, / I
After being latched by the CMOS flip-flop FF from O, the precharge signal BLCU becomes "H" and the bit line BLi is precharged to (Vcc-Vthn).
【0107】続いて、信号BLCDがVccとなり、ラッ
チしたデータによってビット線が(Vcc−Vthn )のま
ま保たれるか若しくは0Vとなる。“1”書き込みの場
合は0V、“0”書き込みの場合は(Vcc−Vthn )で
ある。続いて、VMBが8Vとなり、また信号BLTR及
び信号BLCDは10Vとなる。このとき、“0”書き
込みビット線電位は(Vcc−Vthn )→8Vとなる。続
いて、選択ゲートSG1 は10V、SG2 は0V、制御
ゲートはCG2 が選択されている場合、CG1が10
V、CG2 が高電圧Vpp(〜20V)で、CG3 〜CG
8 は10Vの状態となり、しばらくこの状態が保たれ
る。Then, the signal BLCD becomes Vcc, and the bit line is kept at (Vcc-Vthn) or becomes 0V depending on the latched data. The voltage is 0 V when "1" is written, and (Vcc-Vthn) when "0" is written. Subsequently, VMB becomes 8V, and the signal BLTR and the signal BLCD become 10V. At this time, the potential of the "0" write bit line becomes (Vcc-Vthn) → 8V. Subsequently, when the selection gate SG1 is 10V, the SG2 is 0V, and the control gate is CG2, CG1 is 10V.
V and CG2 are high voltage Vpp (~ 20V), CG3 ~ CG
8 becomes 10V, and this state is maintained for a while.
【0108】選択ゲートSG1 ,SG2 、制御ゲートC
G1 〜CG8 が0Vにリセットされた後、信号BLCD
が“L”となる。続いて、書き込み確認動作となる。Select gates SG1 and SG2, control gate C
After G1 to CG8 are reset to 0V, signal BLCD
Becomes “L”. Then, the write confirmation operation is performed.
【0109】書き込み確認動作は、まずプリチャージ信
号BLCUが“H”となり、“1”書き込みに対応する
ビット線BLi のみが(Vcc−Vthn )にプリチャージ
される。この場合に、“0”書き込みに対応するビット
線に接続されたトランジスタQn12 はオフ状態にあるた
め、“0”書き込みに対応するビット線電位は8Vに保
たれる(図7の場合と同じ)。この後、ロウデコーダ5
により選択ゲート、制御ゲートが駆動される。選択ゲー
トSG1 ,SG2 、制御ゲートCG1 〜CG8がリセッ
トされた後、ビット線電位検知信号BLSENが“H”
となる。この時には、ラッチのノードN1が書き込み確
認動作前から“H”となっているフリップフロップFF
2ではビット線の電圧によらずラッチデータは不変であ
り、ノードN1が“H”のままである。In the write confirmation operation, first, the precharge signal BLCU becomes "H", and only the bit line BLi corresponding to "1" write is precharged to (Vcc-Vthn). In this case, since the transistor Qn12 connected to the bit line corresponding to "0" write is in the off state, the bit line potential corresponding to "0" write is maintained at 8V (same as the case of FIG. 7). . After this, the row decoder 5
Drives the selection gate and the control gate. After the selection gates SG1 and SG2 and the control gates CG1 to CG8 are reset, the bit line potential detection signal BLSEN is "H".
Becomes At this time, the flip-flop FF in which the node N1 of the latch is "H" before the write confirmation operation
At 2, the latch data does not change regardless of the voltage of the bit line, and the node N1 remains "H".
【0110】また、ラッチのノードN1が書き込み確認
動作前から“L”となっているフリップフロップFF2
では、ビット線の電圧がトランジスタQn16 のしきい値
電圧より低い場合にはノードN1が“L”のまま保た
れ、またビット線の電圧がトランジスタQn16 のしきい
値電圧より高い場合にはトランジスタQn16 がオン状態
となり、ノードN1は“L”→“H”(ノードN2が
“H”→“L”となるため)となる。Further, the flip-flop FF2 in which the node N1 of the latch is "L" before the write confirmation operation is performed.
Then, when the voltage of the bit line is lower than the threshold voltage of the transistor Qn16, the node N1 is kept at "L", and when the voltage of the bit line is higher than the threshold voltage of the transistor Qn16, the transistor Qn16. Is turned on, and the node N1 goes from "L" to "H" (because the node N2 goes from "H" to "L").
【0111】このようにして、再書き込みのデータがフ
リップフロップFF2に読み出されラッチされる。この
とき、書き込みデータとメモリセルのデータと再書き込
みデータの関係は、前記の(表1)の通りである。In this way, the rewritten data is read and latched by the flip-flop FF2. At this time, the relationship among the write data, the memory cell data, and the rewrite data is as described above (Table 1).
【0112】全ての“1”書き込みメモリセルへのデー
タ書き込みが終了した後、つまり全てのフリップフロッ
プFF2内のラッチデータが“1”(ノードN1が
“H”レベルに対応)となった時“データ書き込み完
了”となり、続いてビット線リセット動作を行った後、
終了する。After the data writing to all the "1" write memory cells is completed, that is, when the latch data in all the flip-flops FF2 becomes "1" (the node N1 corresponds to the "H" level), " After the data writing is completed ”and the bit line reset operation is performed,
finish.
【0113】消去、書き込みパルス印加、書き込みベリ
ファイ読み出し、データ読み出し時の制御ゲート、等の
電位は前記(表2)に示される通りである。但し、(表
2)では電源電圧Vccが3V、制御ゲートCG2が選択
された場合の電位関係を示している。The potentials of the erase, write pulse application, write verify read, control gate at the time of data read, etc. are as shown in (Table 2) above. However, (Table 2) shows the potential relationship when the power supply voltage Vcc is 3 V and the control gate CG2 is selected.
【0114】また、図15の方式を用いる場合は、書き
込みシーケンス中には“0”書き込みビット線が8Vに
設定され、またデータ読み出し動作時のビット線プリチ
ャージ電圧(Vcc−Vthn )よりも8Vは高い電圧であ
るため、図7の場合と同様に書き込みシーゲンスの終了
前にビット線リセット動作が必要となり、従って図15
の方式を用いた場合の書き込み時のアルゴリズムは前記
図8となる。When the method of FIG. 15 is used, the "0" write bit line is set to 8V during the write sequence, and is 8V higher than the bit line precharge voltage (Vcc-Vthn) during the data read operation. Is a high voltage, a bit line reset operation is required before the end of the write sequence as in the case of FIG.
FIG. 8 shows the algorithm at the time of writing when the method of FIG.
【0115】図15の動作方式では、図7の動作方式を
用いた場合と同じ効果がある。つまり、“0”書き込み
ビット線のうち対応する選択メモリセルのしきい値電圧
が正であるビット線では、書き込みパルス印加動作・書
き込みベリファイ読み出し動作中のいずれにも8V電位
から低下することがないため、1回目の書き込みパルス
印加動作で8Vまで充電された後は、ビット線リセット
動作(図8のアルゴリズムを参照)の前までは8V電位
に固定されたままである。The operation method of FIG. 15 has the same effect as the case of using the operation method of FIG. That is, in the bit line of the "0" write bit line in which the threshold voltage of the corresponding selected memory cell is positive, the potential does not drop from 8V during both the write pulse application operation and the write verify read operation. Therefore, after being charged to 8V by the first write pulse application operation, it remains fixed at 8V potential before the bit line reset operation (see the algorithm of FIG. 8).
【0116】これは、書き込みベリファイ読み出し動作
では“0”書き込みデータを持つフリップフロップFF
2はノードN2が“L”レベルにあるため、ビット線の
電圧に依らずフリップフロップFF2の書き込みベリフ
ァイ後のラッチデータは“0”書き込みデータを持つ状
態となるからである。従って、“0”書き込みビット線
電位が予め8Vにあっても(Vcc−Vthn )電位にあっ
ても書き込みベリファイ読み出し結果(再書き込みデー
タ)に影響がない。また、書き込みパルス印加動作時に
8V電位となるのは“0”書き込みビット線だけである
ため、あえて書き込みベリファイ前には“0”書き込み
ビット線電位を8Vから低下させる必要がないため、図
15のような動作方式が可能となる。This is a flip-flop FF having "0" write data in the write verify read operation.
2 is because the node N2 is at the "L" level, so that the latch data after the write verification of the flip-flop FF2 has the "0" write data regardless of the voltage of the bit line. Therefore, even if the "0" write bit line potential is 8 V (Vcc-Vthn) in advance, there is no influence on the write verify read result (rewrite data). In addition, since only the "0" write bit line becomes 8V potential during the write pulse application operation, it is not necessary to lower the "0" write bit line potential from 8V before the write verify. Such an operation method is possible.
【0117】従って、図15に示す動作方式を用いる場
合にも、図24(ア)のような全ビット線を0Vまで放
電する動作がないため、書き込みパルス印加動作時に8
Vまで充電する必要があるビット線は、全ての“0”書
き込みビット線のうち8Vより低い電圧にあるビット線
だけでよい、従って、全“0”書き込みビット線を書き
込みパルス印加動作のたびに8Vまで充電する図24の
方式に比べて、0Vと8Vの間を充放電するビット線の
本数を大幅に減らすことができるため、消費電力を大幅
に小さくできる。また、充放電ビット線の本数が少ない
ため、0V→(Vcc−Vthn ),(Vcc−Vthn )→8
V,8V→0Vの充放電動作所要時間を大幅に短縮でき
るため、書き込みパルス印加動作や書き込みシーケンス
動作の所要時間を大幅に短縮できる。Therefore, even when the operation system shown in FIG. 15 is used, there is no operation for discharging all the bit lines to 0 V as shown in FIG.
The bit lines that need to be charged up to V need only be the bit lines that are at a voltage lower than 8V among all the "0" write bit lines, and therefore, all the "0" write bit lines must be written with each write pulse application operation. Compared with the method of FIG. 24 that charges up to 8V, the number of bit lines that charge and discharge between 0V and 8V can be significantly reduced, so that power consumption can be significantly reduced. Moreover, since the number of charge / discharge bit lines is small, 0V → (Vcc-Vthn), (Vcc-Vthn) → 8
Since the time required for the charge / discharge operation of V, 8V → 0V can be greatly shortened, the time required for the write pulse application operation and the write sequence operation can be greatly shortened.
【0118】以上述べた効果以外に、上記実施形態を用
いると図24(ア)の動作をなくすことができるため、
図24(ア)の動作所要時間分だけ書き込みベリファイ
読み出し動作所要時間を短縮することができ、従って動
作高速化を実現できる、という長所がある。In addition to the effects described above, the use of the above embodiment can eliminate the operation of FIG.
There is an advantage in that the time required for the write verify read operation can be shortened by the time required for the operation shown in FIG.
【0119】以上の実施形態ではNANDセル型EEP
ROMへのデータ書き込みシーケンスに本発明を適用し
た場合を例にとって本発明の説明を行ってきたが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変更
可能である。例えば、図16に示したようなNORセル
型EEPROMのデータ消去シーケンスに本発明を適用
することも可能である。以下に、このNORセル型EE
PROMのデータ消去シーケンスに本発明を適用した場
合の実施形態を示す。In the above embodiments, the NAND cell type EEP is used.
Although the present invention has been described by exemplifying the case where the present invention is applied to the data writing sequence to the ROM, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified. For example, the present invention can be applied to the data erasing sequence of the NOR cell type EEPROM as shown in FIG. Below, this NOR cell type EE
An embodiment in which the present invention is applied to a PROM data erasing sequence will be described.
【0120】図17に、NORセル型EEPROMにお
いてデータ消去を行う際のアルゴリズムを表すフローチ
ャートを示す。また、図18に、NORセル型EEPR
OMのデータ消去シーケンスに本発明を適用した場合に
使用するビット線制御回路を示す。図18の回路は図9
に示した回路からトランジスタQn8,Qn9を取り除いた
回路構成であり、図5や図9のビット線制御回路より素
子数の少ない回路であるが、この回路を用いることによ
り、消去パルス印加動作の度に、消去パルスを印加する
か否かをビット線毎に、つまり個々の選択メモリセルに
対して制御できる。つまり、ビット毎ベリファイ消去動
作を実現できる。FIG. 17 is a flowchart showing an algorithm for erasing data in the NOR cell type EEPROM. Further, FIG. 18 shows a NOR cell type EEPR.
The bit line control circuit used when the present invention is applied to the OM data erase sequence is shown. The circuit of FIG. 18 is shown in FIG.
This circuit has a circuit configuration in which the transistors Qn8 and Qn9 are removed from the circuit shown in FIG. 7, and has a smaller number of elements than the bit line control circuit in FIGS. 5 and 9. However, by using this circuit, In addition, whether or not to apply the erase pulse can be controlled for each bit line, that is, for each selected memory cell. That is, the verify erase operation for each bit can be realized.
【0121】図18の回路を用いた場合のデータ読み出
し動作タイミングを図19に、消去パルス印加/消去ベ
リファイ読み出し動作タイミングを図20に示す。FIG. 19 shows the data read operation timing when the circuit of FIG. 18 is used, and FIG. 20 shows the erase pulse application / erase verify read operation timing.
【0122】図19は、読み出し時の動作タイミングを
示している。信号φF が“L”となりビット線BLI と
CMOSフリップフロップFFは切り離される。プリチ
ャージ信号φP ,/φP がそれぞれ“H”,“L”とな
ることで、ビット線BLi がVccにプリチャージされ
る。この後、ワード線にロウデコーダー5から電圧が出
力され、ワード線はVccとなる。メモリセルのデータが
“0”の場合はビット線BLi は“L”レベルとなり、
データが“1”の場合は“H”レベルのままである。FIG. 19 shows the operation timing at the time of reading. The signal .phi.F becomes "L" and the bit line BLI and the CMOS flip-flop FF are disconnected. The bit lines BLi are precharged to Vcc by setting the precharge signals .phi.P and /.phi.P to "H" and "L", respectively. After this, a voltage is output from the row decoder 5 to the word line, and the word line becomes Vcc. When the data in the memory cell is "0", the bit line BLi becomes "L" level,
When the data is "1", it remains at "H" level.
【0123】ワード線が0Vにリセットされた後、信号
φSP,φRPが“H”、φSN,φRNが“L”となって、C
MOSフリップフロップFFが非活性状態となった後、
信号φF が“H”となり、ビット線BLi の電位がCM
OSフリップフロップFFの出力線に伝えられる。そし
てφSPが“L”、φSNが“H”となってビット線BLi
の電位がセンスされ、φRPが“L”、φRNが“H”とな
ってセンスしたデータがラッチされる。ラッチされた読
み出しデータはカラム選択信号CSLi が“H”となっ
て、入出力線IO,/IOに出力される。After the word line is reset to 0V, the signals φSP and φRP are set to “H”, φSN and φRN are set to “L”, and C
After the MOS flip-flop FF becomes inactive,
The signal φF becomes "H" and the potential of the bit line BLi is CM.
It is transmitted to the output line of the OS flip-flop FF. Then, φSP becomes “L” and φSN becomes “H”, and the bit line BLi
Is sensed, φRP becomes “L” and φRN becomes “H”, and the sensed data is latched. The latched read data is output to the input / output lines IO and / IO when the column selection signal CSLi becomes "H".
【0124】図20は、消去パルス印加/消去ベリファ
イ時の動作を示している。消去データが入出力線IO,
/IOからCMOSフリップフロップFFにラッチされ
た後、信号φF がVH1となり、ラッチしたデータによっ
てビット線BLi は0VかVccとなる。“1”消去の場
合は0V、“0”消去の場合はVccである。この時、ワ
ード線は−12Vにある。FIG. 20 shows the operation during erase pulse application / erase verify. Erase data is input / output line IO,
After being latched from / IO to the CMOS flip-flop FF, the signal φF becomes VH1, and the bit line BLi becomes 0V or Vcc depending on the latched data. It is 0V for "1" erase and Vcc for "0" erase. At this time, the word line is at -12V.
【0125】ワード線WLが0Vにリセットされた時、
信号φF が“L”となって、続いて消去ベリファイ読出
し動作となる。このときには、“0”消去ビット線はV
cc電位に、“1”消去ビット線は0Vにある。従って、
消去ベリファイ読出し動作では“0”消去メモリセルの
データのみが読出される。この後、ロウデコーダー5に
よりワード線WLが駆動される。When the word line WL is reset to 0V,
The signal .phi.F becomes "L", and then the erase verify read operation is started. At this time, the "0" erase bit line is V
At the cc potential, the "1" erase bit line is at 0V. Therefore,
In the erase verify read operation, only the data in the "0" erase memory cell is read. Then, the row decoder 5 drives the word line WL.
【0126】この後、φSP,φRPが“H”、φSN,φRN
が“L”となり、φF が“H”となる。信号φSPが
“L”、φSNが“H”となってビット線電位がセンスさ
れた後、信号φRPが“L”、φRNが“H”となって、再
消去データがラッチされる。このとき消去データとメモ
リセルのデータと再消去データの関係は、(表4)の通
りである。Thereafter, φSP and φRP are “H”, φSN and φRN.
Becomes "L" and φF becomes "H". After the signal φSP is “L” and φSN is “H” to sense the bit line potential, the signal φRP is “L” and φRN is “H”, and the re-erase data is latched. At this time, the relationship among erased data, memory cell data, and re-erased data is as shown in (Table 4).
【0127】[0127]
【表4】 [Table 4]
【0128】消去パルス印加/消去ベリファイ動作は、
例えば100回程繰り返され終了する。この実施形態で
の消去、書き込み、読み出し、ベリファイ読み出し時の
ビット線BLi 、ワード線WLの電位を、下記の(表
5)に示す。ここではVcc=3Vの場合を示している。The erase pulse application / erase verify operation is
For example, the process is repeated about 100 times and the process ends. The potentials of the bit line BLi and the word line WL at the time of erasing, writing, reading, and verify reading in this embodiment are shown in (Table 5) below. Here, the case where Vcc = 3V is shown.
【0129】[0129]
【表5】 [Table 5]
【0130】ここで、NORセル型EEPROMにおけ
る従来例に係わるビット線制御回路の回路構成を図25
に、従来方式を用いた場合の消去パルス印加/消去ベリ
ファイ読み出しの動作タイミングを図26に示す。Here, the circuit configuration of the bit line control circuit according to the conventional example in the NOR cell type EEPROM is shown in FIG.
FIG. 26 shows the operation timing of erase pulse application / erase verify read when the conventional method is used.
【0131】図25の回路構成において、図18の回路
構成と異なるのは、トランジスタQn21,Qn22が存在す
る部分である。従来方式では、消去パルス印加動作に続
いて消去ベリファイ読み出し動作が始まると、全てのビ
ット線をVcc電位まで充電するというビット線一括充電
動作を行った後、メモリセルデータのベリファイを行っ
ていた。この方式では、消去ベリファイ読み出し動作の
度に、全ての“1”データ消去ビット線を0VからVcc
電位まで充電した後また0Vまで放電することになる。The circuit configuration of FIG. 25 differs from the circuit configuration of FIG. 18 in that transistors Qn21 and Qn22 are present. In the conventional method, when the erase verify read operation is started following the erase pulse application operation, the bit line collective charging operation of charging all the bit lines to the Vcc potential is performed, and then the memory cell data is verified. In this system, all the "1" data erase bit lines are changed from 0V to Vcc at every erase verify read operation.
After being charged to the potential, it will be discharged to 0V again.
【0132】これに比べて、図20に示した実施形態に
おいては、消去パルス印加動作が終わる時の状態、つま
り“0”データ消去に対応するビット線の電圧はVcc電
位、“1”データ消去に対応するビット線の電圧は0V
にある状態を消去ベリファイ読み出し動作開始後もワー
ド線WLが“H”レベル電位となるまで保つ。そして、
“0”データ消去を行っているメモリセルのデータが
“0”となったメモリセル、つまりデータ消去が完了し
たメモリセルに対応するビット線のみが“H”レベル電
位(Vcc)から“L”レベル電位(0V電位)まで低下
することになる。また、消去パルス印加動作時や消去ベ
リファイ読み出し動作時に一度“L”レベル電位まで低
下したビット線は、以後消去シーケンス動作が終了する
まで“L”レベル電位に保たれる。In comparison with this, in the embodiment shown in FIG. 20, the state when the erase pulse applying operation is completed, that is, the voltage of the bit line corresponding to "0" data erase is Vcc potential, and "1" data erase is performed. The voltage of the bit line corresponding to is 0V
Even after the erase-verify read operation is started, the word line WL is maintained until the word line WL becomes the “H” level potential. And
Only the bit line corresponding to the memory cell in which the data of the memory cell in which the "0" data is erased becomes "0", that is, the memory cell in which the data has been erased is changed from the "H" level potential (Vcc) to "L". It will fall to the level potential (0V potential). Further, the bit line once lowered to the "L" level potential during the erase pulse application operation or the erase verify read operation is kept at the "L" level potential until the erase sequence operation is completed.
【0133】従って、従来方式を用いる場合に比べて、
図20の動作を用いる場合には、0VとVcc電位の間の
充放電を行うビット線の本数がずっと少なくなるため、
消費電力を大幅に低下させられると共に、充放電を行う
ビット線の本数が少ないため、ビット線充放電の動作所
要時間を短縮でき、従って高速なデータ消去を実現でき
る。Therefore, as compared with the case of using the conventional method,
When the operation of FIG. 20 is used, the number of bit lines for charging / discharging between 0V and Vcc potential becomes much smaller,
Since the power consumption can be significantly reduced and the number of bit lines for charging / discharging is small, the operation time required for charging / discharging the bit lines can be shortened, and therefore high-speed data erasing can be realized.
【0134】また、以上に述べた長所以外に、本発明に
は以下に述べるような長所がある。データ消去のビット
毎ベリファイ動作には、従来図25の回路を用いてお
り、この回路の特徴はトランジスタQn21,Qn22 の部分
である。このトランジスタQn21,Qn22 により、消去ベ
リファイ読み出し動作中の信号φVが“H”レベルにあ
る時に“1”データ消去に対応する全てのビット線の電
位を0Vとする動作を行うことにより、“1”データ消
去に対応するフリップフロップFF中のデータを“1”
に固定し、データ消去動作のビット毎ベリファイ動作を
実現している(表4を参照)。In addition to the advantages described above, the present invention has the following advantages. The circuit shown in FIG. 25 is conventionally used for the bit-by-bit verify operation for erasing data, and the characteristic of this circuit is the transistors Qn21 and Qn22. The transistors Qn21 and Qn22 perform the operation of setting the potentials of all the bit lines corresponding to the "1" data erase to 0V when the signal φV during the erase verify read operation is at the "H" level. The data in the flip-flop FF corresponding to the data erase is set to "1".
, And the verify operation for each bit of the data erasing operation is realized (see Table 4).
【0135】つまり、消去ベリファイ読み出し中にメモ
リセルデータをフリップフロップに転送するメモリセ
ル、つまりデータ読み出しを行うメモリセルを、“0”
データ消去のメモリセルに限定している。この動作を実
現するために、図25中のトランジスタQn21,Qn22 が
必要であり、また、図26中の信号φVが“H”レベル
にある時に“1”データ消去のビット線を0Vに設定す
る動作が必要となる。That is, the memory cell for transferring the memory cell data to the flip-flop during the erase verify read, that is, the memory cell for reading the data is set to "0".
It is limited to memory cells that erase data. In order to realize this operation, the transistors Qn21 and Qn22 in FIG. 25 are necessary, and when the signal φV in FIG. 26 is at the “H” level, the bit line for erasing the “1” data is set to 0V. Action is required.
【0136】一方、図20に示した動作方式では、消去
パルス印加動作中のビット線電位、つまり“0”消去に
対応するビット線ではVcc電位、“1”消去に対応する
ビット線では0V電位にある電圧が消去ベリファイ読み
出し動作中のワード線が“H”となる状態(図20中の
“0”消去に対し“0”読みのビット線の電圧がVccか
ら低下し始める状態に相当)まで保たれる。従って、
“1”データ消去に対応するビット線電位は、ワード線
電位が“H”となる前から0V電位にあるため、メモリ
セルデータに拘らず、“1”データ消去に対応するビッ
ト線電位は“L”レベルとセンスされ、“1”データ消
去に対応するメモリセルは消去非選択状態、つまり
“1”データ消去の状態が保たれる。このようにして、
図18の回路や図20の動作により、データ消去のビッ
ト毎ベリファイ動作が実現される。On the other hand, in the operation system shown in FIG. 20, the bit line potential during the erase pulse applying operation, that is, the Vcc potential in the bit line corresponding to "0" erase, and the 0V potential in the bit line corresponding to "1" erase. To the state where the word line becomes "H" during the erase verify read operation (corresponding to the state where the voltage of the bit line for "0" read starts to drop from Vcc for "0" erase in FIG. 20). To be kept. Therefore,
Since the bit line potential corresponding to "1" data erasing is 0 V potential before the word line potential becomes "H", the bit line potential corresponding to "1" data erasing is "0" regardless of the memory cell data. The memory cell sensed as the L level and corresponding to the "1" data erase is kept in the erase non-selected state, that is, the "1" data erase state. In this way,
The circuit shown in FIG. 18 and the operation shown in FIG. 20 realize the data-by-bit verify operation for each bit.
【0137】図18、図20に示した方式を用いると、
図25、図26に示した方式に比べ、ビット線制御回路
を構成する素子数を減少させることができ(トランジス
タQn21,Qn22 をなくすことができる)、従ってビット
線制御回路のパターン面積を小さくでき、従来よりチッ
プ面積の小さい安価なチップを実現できる。また、さら
に、図18、図20に示した方式を用いると、図25、
図26に示した方式に比べ、動作を減らすことができ
る。つまり、図26中の全てのビット線を一括してVcc
電位に設定する動作(信号φP,/φPがそれぞれVc
c,0Vにある時の動作)や“1”データ消去ビット線
放電動作(信号φVがVcc電位にある時の動作)を省略
でき、従って従来方式を用いた場合よりも高速な消去シ
ーケンスを実現できる。Using the method shown in FIGS. 18 and 20,
Compared with the method shown in FIGS. 25 and 26, the number of elements forming the bit line control circuit can be reduced (transistors Qn21 and Qn22 can be eliminated), and therefore the pattern area of the bit line control circuit can be reduced. It is possible to realize an inexpensive chip having a smaller chip area than ever before. Further, when the method shown in FIGS. 18 and 20 is used,
The operation can be reduced as compared with the method shown in FIG. That is, all bit lines in FIG.
Operation to set potential (signals φP and / φP are Vc
C, 0V) and "1" data erase bit line discharge operation (operation when signal φV is at Vcc potential) can be omitted, thus realizing a faster erase sequence than when using the conventional method. it can.
【0138】以上本発明を実施形態を用いて説明したが
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、種々
変更可能である。例えば、図20中では、消去パルス印
加動作や消去ベリファイ読出し動作中に“0”データ消
去ビット線がVcc電位にある場合にを示したが、“0”
データ消去ビット線が(Vcc−Vthn )電位(Vccにあ
るVMBノードよりトランスファゲートQn7のしきい値
電圧だけ低い電圧である場合に相当)やVccより高い電
圧にある場合などにおいても本発明は有効である。この
Vccより高い電圧にある場合にはVMBノード(フリッ
プフロップFFの“H”レベル電圧ノード)を同様にV
ccより高い電圧に設定することにより容易に実現でき
る。Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, FIG. 20 shows the case where the "0" data erase bit line is at the Vcc potential during the erase pulse applying operation or erase verify read operation.
The present invention is also effective when the data erase bit line is at the (Vcc-Vthn) potential (corresponding to a voltage lower than the VMB node at Vcc by the threshold voltage of the transfer gate Qn7) or a voltage higher than Vcc. Is. When the voltage is higher than Vcc, the VMB node (the "H" level voltage node of the flip-flop FF) is also V
This can be easily achieved by setting the voltage higher than cc.
【0139】また、NANDセル型EEPROMに関す
る上記実施形態中では1個のNANDセル中で直列接続
されたメモリセルの数が8個の場合について説明した
が、直列接続するメモリセルの数が8個ではなく、例え
ば2,4,16,32,64個等の場合においても同様
に本発明は適用可能である。In the above embodiment of the NAND cell type EEPROM, the case where the number of memory cells connected in series in one NAND cell is eight has been described, but the number of memory cells connected in series is eight. Instead, the present invention is also applicable to the case of 2, 4, 16, 32, 64, etc.
【0140】また、これまでは、本発明をNANDセル
型EEPROMやNORセル型EEPROMに適用した
場合の実施形態を示してきたが本発明は他のデバイスに
おいても有効である。例えば、DINORセル型EEP
ROMやANDセル型EEPROM、選択トランジスタ
付きNORセル型EEPROM、等においても本発明を
適用することができる。In the above, an embodiment in which the present invention is applied to a NAND cell type EEPROM or a NOR cell type EEPROM has been shown, but the present invention is also effective for other devices. For example, DINOR cell type EEP
The present invention can be applied to a ROM, an AND cell type EEPROM, a NOR cell type EEPROM with a selection transistor, and the like.
【0141】図21にDINORセル型EEPROMに
おけるメモリセルアレイの等価回路図を示す。DINO
Rセル型EEPROMの詳細に関しては“H.Onoda et a
l.,IEDM Tech. Digest,1992,pp.599-602 ”を参照。ま
た、図22にANDセル型EEPROMにおけるメモリ
セルアレイの等価回路図を示す。ANDセル型EEPR
OMの詳細に関しては“H.Kume et al.,IEDM Tech.Dige
st,1992,pp.991-993“を参照。また、選択トランジスタ
付きNORセル型EEPROMにおけるメモリセル等価
回路図を図23に示す。FIG. 21 shows an equivalent circuit diagram of the memory cell array in the DINOR cell type EEPROM. DINO
For details of the R cell type EEPROM, see "H. Onoda et a
L., IEDM Tech. Digest, 1992, pp. 599-602 ". Fig. 22 shows an equivalent circuit diagram of a memory cell array in an AND cell type EEPROM. AND cell type EEPR
For details of OM, see “H.Kume et al., IEDM Tech.Dige
St. 1992, pp. 991-993 ". Also, a memory cell equivalent circuit diagram in a NOR cell type EEPROM with a select transistor is shown in FIG.
【0142】以上、実施形態を用いて本発明の説明を行
ったが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することが可能である。Although the present invention has been described using the embodiments, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
【0143】[0143]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
ータ書替え(データ書き込み・データ消去の両方を含
む)パルス印加動作と書き替えベリファイ読み出し動作
の繰り返し動作時において、書き替えパルス印加動作時
に“H”レベルにあるビット線の電圧をメモリセルを介
した経路以外での経路で放電することがないため、充放
電を行うビット線の本数を従来より減少させることがで
き、また全ビット線一括放電動作、等の動作を省略する
ことができる。従って、低消費電力かつ高速動作が可能
なチップを実現できる。As described above, according to the present invention, during the repetitive operation of the data rewriting (including both data writing and data erasing) pulse rewriting operation and the rewrite verify read operation, the rewriting pulse applying operation is performed. Since the voltage of the bit line at the "H" level is not discharged through a route other than the route through the memory cell, the number of bit lines for charging / discharging can be reduced as compared with the conventional one, and all bit lines can be reduced. Operations such as collective discharge operation can be omitted. Therefore, it is possible to realize a chip capable of low power consumption and high-speed operation.
【0144】また、データ消去のビット毎ベリファイ動
作を実現する回路の素子数を減少させることができるた
め、従来よりチップ面積の小さい、つまり安価なチップ
を実現できる。Further, since the number of elements of the circuit for realizing the data-by-bit verify operation for data erasing can be reduced, a chip having a smaller chip area than the conventional one, that is, an inexpensive chip can be realized.
【図1】第1,2,3の実施形態に係わるNANDセル
型EEPROMの概略構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a NAND cell type EEPROM according to first, second, and third embodiments.
【図2】実施形態のNANDセル構成を示す平面図と等
価回路図。FIG. 2 is a plan view and an equivalent circuit diagram showing a NAND cell configuration of the embodiment.
【図3】図2(a)のA−A´及びB−B´断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ and BB ′ of FIG.
【図4】同じくメモリセルアレイの等価回路図。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the memory cell array.
【図5】第1の実施形態におけるビット線制御回路の構
成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to the first embodiment.
【図6】第1の実施形態におけるデータ読み出し動作タ
イミング図。FIG. 6 is a timing chart of a data read operation according to the first embodiment.
【図7】第1実施形態における書き込みパルス印加動作
/書き込みベリファイ読み出し動作タイミング図。FIG. 7 is a timing chart of a write pulse application operation / write verify read operation according to the first embodiment.
【図8】第1,3の実施形態におけるデータ書き込み時
のアルゴリズムを表すフローチャートを示す図。FIG. 8 is a view showing a flowchart showing an algorithm at the time of writing data in the first and third embodiments.
【図9】第2の実施形態に係わるビット線制御回路の構
成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to the second embodiment.
【図10】第2の実施形態におけるデータ読み出し動作
タイミング図。FIG. 10 is a timing chart of a data read operation according to the second embodiment.
【図11】第2実施形態における書き込みパルス印加動
作/書き込みベリファイ読み出し動作タイミング図。FIG. 11 is a timing diagram of a write pulse application operation / write verify read operation according to the second embodiment.
【図12】第2の実施形態におけるデータ書き込み時の
アルゴリズムを表すフローチャートを示す図。FIG. 12 is a view showing a flowchart showing an algorithm at the time of writing data in the second embodiment.
【図13】第3の実施形態に係わるビット線制御回路の
構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to a third embodiment.
【図14】第3の実施形態におけるデータ読み出し動作
タイミング図。FIG. 14 is a timing chart of a data read operation according to the third embodiment.
【図15】第3の実施形態における書き込みパルス印加
動作/書き込みベリファイ読み出し動作タイミング図。FIG. 15 is a timing diagram of a write pulse application operation / write verify read operation according to the third embodiment.
【図16】NORセル型EEPROMにおけるメモリセ
ルアレイの等価回路図。FIG. 16 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array in a NOR cell type EEPROM.
【図17】第4の実施形態におけるデータ消去時のアル
ゴリズムを表すフローチャートを示す図。FIG. 17 is a diagram showing a flowchart showing an algorithm at the time of erasing data in the fourth embodiment.
【図18】第4の実施形態に係わるビット線制御回路の
構成を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to a fourth embodiment.
【図19】第4の実施形態におけるデータ読み出し動作
タイミング図。FIG. 19 is a timing chart of a data read operation according to the fourth embodiment.
【図20】第4実施形態における消去パルス印加動作/
消去ベリファイ読み出し動作タイミング図。FIG. 20 shows an erase pulse application operation in the fourth embodiment /
Erase verify read operation timing chart.
【図21】DINORセル型EEPROMにおけるメモ
リセルアレイの等価回路図。FIG. 21 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array in a DINOR cell type EEPROM.
【図22】ANDセル型EEPROMにおけるメモリセ
ルアレイの等価回路図。FIG. 22 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array in an AND cell type EEPROM.
【図23】選択トランジスタ付NORセル型EEPRO
Mにおけるメモリセルアレイの等価回路図。FIG. 23: NOR cell type EEPROM with select transistor
The equivalent circuit diagram of the memory cell array in M.
【図24】第1の従来例における書き込みパルス印加動
作/書き込みベリファイ読み出し動作タイミング図。FIG. 24 is a timing diagram of a write pulse application operation / write verify read operation in the first conventional example.
【図25】第2の従来例に係わるビット線制御回路の構
成を示す図。FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a bit line control circuit according to a second conventional example.
【図26】第2の従来例における消去パルス印加動作/
消去ベリファイ読み出し動作タイミング図。FIG. 26 is an erase pulse application operation in the second conventional example /
Erase verify read operation timing chart.
1…メモリセルアレイ 2…ビット線制御回路 3…カラムデコーダ 4…アドレスバッファ 5…ロウデコーダ 6…データ入出力バッファ 7…基板バイアス回路 8…高電圧発生回路 9…中間電圧発生回路 FF,FF2…フリップフロップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array 2 ... Bit line control circuit 3 ... Column decoder 4 ... Address buffer 5 ... Row decoder 6 ... Data input / output buffer 7 ... Substrate bias circuit 8 ... High-voltage generation circuit 9 ... Intermediate voltage generation circuit FF, FF2 ... Flip-flop The
Claims (4)
たメモリセルユニットがアレイ状に配列されたメモリセ
ルアレイと、前記メモリセルアレイのビット線を選択す
る列選択手段と、前記メモリセルアレイのビット線方向
の一端に設けられた、センス動作と書替えデータのラッ
チ動作を行うデータラッチ兼センスアンプと、 選択されたメモリセルにデータ書替えを行うための電圧
を印加する第1の動作と、前記電圧を印加されたメモリ
セルのデータ書替え状態を検査する第2の動作 と、 前記第1の動作と前記第2の動作を交互に繰り返してメ
モリセルのデータ書替えを行う動作シーケンスと、前記
検査の結果に応じて、次に続く前記第1の動作における
書替えデータをビット毎に自動設定する手段と、を備
え、 前記データラッチ兼センスアンプはCMOSフリップフ
ロップであって、その一方のノードがトランスファゲー
トを介してビット線に接続され、第1の動作の後に、全
ビット線を第1の電圧に一括設定することなく、ビット
線を選択して第2の動作を行うことを特徴とする不揮発
性半導体記憶装置。1. A memory cell array in which memory cells or memory cell units having a plurality of connected memory cells are arranged in an array, column selecting means for selecting bit lines of the memory cell array, and bit line direction of the memory cell array. A data latch / sense amplifier which is provided at one end of the memory cell for performing a sense operation and a latch operation of rewrite data, a first operation for applying a voltage for data rewrite to a selected memory cell, and the application of the voltage A second operation for inspecting the data rewriting state of the memory cell, and an operation sequence in which the first operation and the second operation are alternately repeated to rewrite the data in the memory cell; And a means for automatically setting rewriting data in the following first operation bit by bit. The amplifier is a CMOS flip-flop, one node of which is connected to the bit line through the transfer gate, and after the first operation, all the bit lines are not set to the first voltage all at once, A nonvolatile semiconductor memory device characterized by being selected and performing a second operation.
ことを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装
置。2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first voltage is a voltage between 0V and Vcc.
ることを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶
装置。3. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first voltage is 0 V or Vcc.
複数個直列接続してなるNANDセル、又はメモリセル
を複数個並列接続してなるANDセル若しくはDINO
Rセルであることを特徴とする請求項1,2又は3記載
の不揮発性半導体記憶装置。4. The memory cell unit comprises a NAND cell formed by connecting a plurality of memory cells in series, or an AND cell or a DINO formed by connecting a plurality of memory cells in parallel.
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is an R cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23886895A JPH0982096A (en) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | Nonvolatile semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23886895A JPH0982096A (en) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | Nonvolatile semiconductor memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0982096A true JPH0982096A (en) | 1997-03-28 |
Family
ID=17036457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23886895A Pending JPH0982096A (en) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | Nonvolatile semiconductor memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0982096A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012169008A (en) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP23886895A patent/JPH0982096A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012169008A (en) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
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