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JPH10261296A - Non-volatile semiconductor memory and data read-out method - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory and data read-out method

Info

Publication number
JPH10261296A
JPH10261296A JP6463797A JP6463797A JPH10261296A JP H10261296 A JPH10261296 A JP H10261296A JP 6463797 A JP6463797 A JP 6463797A JP 6463797 A JP6463797 A JP 6463797A JP H10261296 A JPH10261296 A JP H10261296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
potential
bit line
memory cell
power supply
semiconductor memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6463797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Imamiya
賢一 今宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6463797A priority Critical patent/JPH10261296A/en
Publication of JPH10261296A publication Critical patent/JPH10261296A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a read-out speed of a NAND type flash memory. SOLUTION: A bit line BLai is made floating after it is precharged to a ground potential or an intermediate potential. Also, an output of a latch circuit LATCH is made 'H'. 0V is applied to a selected word line, a power source potential VCC is applied to the other word lines. As the bit line BLai to which a selected memory cell having a threshold value being less than 0V is connected is connected to ground, it is made 0V. In a bit line BLai to which a selected memory cell having a threshold value exceeding 0V is connected, a potential of the bit line BLai is raised toward a power source potential VCC by capacity coupling of a word line and a bit line. When a potential of a bit line exceeds a threshold value of a transistor M3, an output of the latch circuit LATCH is reversed to 'L'.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるNAND
型フラッシュメモリなどの不揮発性半導体記憶装置に関
する。
The present invention relates to a so-called NAND
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device such as a flash memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来の不揮発性半導体記憶装置
のブロック構成の一例を示している。図6は、図5の不
揮発性半導体記憶装置の主要部の回路構成を示してい
る。メモリセルアレイは、複数のブロックを有し、か
つ、各々のブロックは、複数のペ−ジを有している。な
お、1ペ−ジは、例えば、512バイト(4096ビッ
ト)から構成され、1ブロックは、例えば、4キロバイ
トから構成される。本例では、直列接続された8つのN
ANDセルを用いているため、1つのブロックは、8ペ
−ジで構成される。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a block configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device. FIG. 6 shows a circuit configuration of a main part of the nonvolatile semiconductor memory device of FIG. The memory cell array has a plurality of blocks, and each block has a plurality of pages. One page is composed of, for example, 512 bytes (4096 bits), and one block is composed of, for example, 4 kilobytes. In this example, eight Ns connected in series
Since an AND cell is used, one block is composed of eight pages.

【0003】また、消去は、ブロック単位又は全ビット
一括で行われ、書き込みと読み出しは、ペ−ジ単位で行
われる。表1は、各動作モ−ドにおけるコントロ−ルゲ
−トCG1〜8、セレクトゲ−トSG1,SG2、ビッ
ト線BLa及びソ−ス線VSの電位の一例を示してい
る。
[0003] Erasing is performed in block units or all bits collectively, and writing and reading are performed in page units. Table 1 shows an example of the potentials of the control gates CG1 to CG8, the select gates SG1 and SG2, the bit line BLa and the source line VS in each operation mode.

【0004】[0004]

【表1】 [Table 1]

【0005】なお、表1において、書き込み又は読み出
しでは、ブロックBLK1が選択され、かつ、ブロック
BLK1内のコントロ−ルゲ−トCG4が選択されてい
るものとする。
In Table 1, it is assumed that the block BLK1 is selected and the control gate CG4 in the block BLK1 is selected in writing or reading.

【0006】図7は、書き込み状態と消去状態のメモリ
セルの閾値分布を示している。消去とは、メモリセルの
閾値を0V未満の値(デ−タ“1”の状態)に設定する
ことである。また、書き込みとは、メモリセルの閾値
を、0Vを越え、かつ、電源電位VCC(例えば、5
V)未満の値(デ−タ“0”の状態)に設定することで
ある。
FIG. 7 shows a threshold distribution of a memory cell in a write state and an erase state. Erasing is to set the threshold value of the memory cell to a value less than 0 V (the state of data "1"). Writing means that the threshold value of the memory cell exceeds 0 V and the power supply potential VCC (for example, 5
V) (a state of data "0").

【0007】書き込みは、ブロック単位又は全ビット一
括で消去を行った後に、ペ−ジ単位で行われる。書き込
み状態のメモルセルの閾値を電源電位VCC未満にする
のは、読み出しの際に、選択ブロックBLK1内の非選
択のコントロ−ルゲ−トCG1〜3,CG5〜8に電源
電位VCCを印加し、非選択のメモリセルを導通状態に
しておくためである。
Writing is performed on a page basis after erasing data on a block basis or on all bits at once. The reason why the threshold value of the memory cell in the written state is set to be lower than the power supply potential VCC is that the power supply potential VCC is applied to the unselected control gates CG1 to CG3 and CG5 to CG8 in the selected block BLK1 at the time of reading. This is for keeping the selected memory cell conductive.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のような半導体記
憶装置の読み出し動作について検討する。読み出し時に
は、表1に示すように、選択ブロックBLK1内の選択
されたコントロ−ルゲ−トCG4には、0Vが印加さ
れ、選択ブロックBLK1内の非選択のコントロ−ルゲ
−トCG1〜3,CG5〜8には、電源電位VCCが印
加される。
The read operation of the semiconductor memory device as described above will be examined. At the time of reading, as shown in Table 1, 0 V is applied to the selected control gate CG4 in the selected block BLK1, and the unselected control gates CG1 to CG5 in the selected block BLK1 are applied. The power supply potential VCC is applied to .about.8.

【0009】また、ビット線BLai(iは、0〜40
95)は、プリチャ−ジ回路(NチャネルMOSトラン
ジスタ)M2によって、電源電位VCCにプリチャ−ジ
された後に、フロ−ティング状態となる。選択ブロック
BLK1内のセレクトゲ−トSG1,SG2に電源電圧
VCCを印加すると、コントロ−ルゲ−トCG4を共通
にする選択メモリセルの閾値に応じて、ビット線BLa
iの電位は決定される。
The bit line BLai (i is 0 to 40)
95) is a floating state after being precharged to the power supply potential VCC by the precharge circuit (N-channel MOS transistor) M2. When the power supply voltage VCC is applied to the select gates SG1 and SG2 in the selected block BLK1, the bit line BLa is set according to the threshold value of the selected memory cell sharing the control gate CG4.
The potential of i is determined.

【0010】例えば、選択メモリセル0のデ−タが
“0”であれば、選択メモリセル0にセル電流は流れ
ず、ビット線BLa0の電位は、プリチャ−ジ電位VC
Cに保持される。また、選択メモリセル1のデ−タが
“1”であれば、選択メモリセル1にセル電流が流れ、
ビット線BLa1の電位は、ソ−ス電位(例えば、接地
電位)VSに向かって低下する。
For example, if the data of the selected memory cell 0 is "0", no cell current flows through the selected memory cell 0, and the potential of the bit line BLa0 becomes the precharge potential VC.
C holds. If the data of the selected memory cell 1 is "1", a cell current flows through the selected memory cell 1, and
The potential of the bit line BLa1 decreases toward a source potential (for example, a ground potential) VS.

【0011】選択メモリセルのデ−タは、ビット線BL
a0〜BLa4095に同時に読み出された後、ラッチ
回路LATCHにラッチされ、ペ−ジモ−ドで高速にL
SI外部に読み出される。
The data of the selected memory cell is stored in the bit line BL.
a0 to BLa4095 are simultaneously read and then latched by the latch circuit LATCH, and the L level is quickly set in the page mode.
Read out of SI.

【0012】図8は、プリチャ−ジ信号φp、選択ブロ
ックのセレクトゲ−トSG1,SG2の電位、ビット線
BLaiの電位の関係を示している。選択メモリセルの
デ−タが“0”であれば、上述のように、選択メモリセ
ルにセル電流は流れないため、aに示すように、ビット
線BLaiの電位は、プリチャ−ジ電位VCCに保持さ
れる。
FIG. 8 shows the relationship between the precharge signal φp, the potentials of the select gates SG1 and SG2 of the selected block, and the potential of the bit line BLai. If the data of the selected memory cell is "0", no cell current flows through the selected memory cell as described above, so that the potential of the bit line BLai is set to the precharge potential VCC as shown in FIG. Will be retained.

【0013】選択メモリセルのデ−タが“1”であれ
ば、上述のように、選択メモリセルにセル電流が流れる
ため、bに示すように、ビット線BLaiの電位は、ソ
−ス電位(例えば、接地電位)VSに向かって低下す
る。
If the data of the selected memory cell is "1", the cell current flows through the selected memory cell as described above, so that the potential of the bit line BLai becomes the source potential as shown in FIG. (For example, the ground potential) decreases toward VS.

【0014】しかし、例えば、図6の選択メモリセル0
のデ−タが“0”である場合、ビット線BLa0の電位
は、プリチャ−ジ電位VCCを保持しなければならない
が、図6の選択メモリセル1のデ−タが“1”である
と、ビット線BLa1の電位がVS(接地電位)とな
り、2つのビット線BLa0,BLa1間の容量結合に
よって、cに示すように、ビット線BLa0の電位がプ
リチャ−ジ電位VCCよりも低くなることがある。
However, for example, the selected memory cell 0 shown in FIG.
Is "0", the potential of the bit line BLa0 must maintain the precharge potential VCC, but if the data of the selected memory cell 1 in FIG. 6 is "1". , The potential of bit line BLa1 becomes VS (ground potential), and the potential of bit line BLa0 becomes lower than precharge potential VCC as shown by c due to capacitive coupling between two bit lines BLa0 and BLa1. is there.

【0015】このような状態において、センスアンプ1
2の閾値をプリチャ−ジ電位VCCとソ−ス電位(接地
電位)VSの中間電位Vth1に設定すると、プリチャ
−ジ電位と閾値との十分なマ−ジンが確保されず、誤っ
たデ−タを読み出してしまうおそれがある。
In such a state, the sense amplifier 1
2 is set to the intermediate potential Vth1 between the precharge potential VCC and the source potential (ground potential) VS, a sufficient margin between the precharge potential and the threshold is not secured, and erroneous data is obtained. May be read out.

【0016】そこで、センスアンプ12の閾値は、ビッ
ト線間の容量結合を考慮した場合の高電位VCC−αと
ソ−ス電位(接地電位)VSの中間電位Vth2に設定
される。
Therefore, the threshold value of the sense amplifier 12 is set to an intermediate potential Vth2 between the high potential VCC-α and the source potential (ground potential) VS in consideration of capacitive coupling between bit lines.

【0017】しかし、この場合、センスアンプの閾値が
低くなるため、選択メモリセルのデ−タが“1”である
ときに、ビット線BLaiの放電により、ビット線BL
aiの電位がセンスアンプ12の閾値を下回るまでの時
間が長くなる。よって、読み出し時間が長くなってしま
う欠点があるなお、近年、メモリ容量の大容量化の要求
により、ビット線の間隔も縮小されてきており、ビット
線間の容量結合は、大きくなる一方である。よって、上
述の問題の早々な解決が望まれている。
However, in this case, since the threshold value of the sense amplifier is low, when the data of the selected memory cell is "1", the bit line BLai is discharged and the bit line BLai is discharged.
The time required for the potential of ai to fall below the threshold value of the sense amplifier 12 increases. Therefore, there is a drawback that the read time becomes longer. In recent years, the space between bit lines has been reduced due to a demand for a larger memory capacity, and the capacitive coupling between the bit lines has been increasing. . Therefore, an early solution of the above-mentioned problem is desired.

【0018】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、メモリ容量の増大に伴い、ビット
線間の容量結合によりビット線の電位(特に、高電位)
が変動する状態にあっても、誤読み出しなく、短時間
で、デ−タを読み出すことができるようにすることであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks. An object of the present invention is to increase the memory capacity and to increase the potential (particularly, high potential) of a bit line by capacitive coupling between the bit lines.
Is to be able to read data in a short time without erroneous reading even when the data fluctuates.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の不揮発性半導体記憶装置は、直列接続され
た複数のメモリセルを有し、前記直列接続された複数の
メモリセルの一端は、セレクトゲ−トトランジスタを介
してビット線に接続され、前記直列接続された複数のメ
モリセルの他端は、セレクトゲ−トトランジスタを介し
て低電位を供給する端子に接続され、前記複数のメモリ
セルの閾値は、第1電位未満、又は前記第1電位を越
え、電源電位未満であるものを前提とし、ラッチ回路
と、読み出し前に、前記ラッチ回路の出力を高電位に設
定すると共に、ビット線の電位を前記低電位又は前記低
電位を越える中間電位に設定する第1手段と、読み出し
時に、選択ワ−ド線の電位を前記第1電位に設定すると
共に、非選択ワ−ド線の電位を前記電源電位に設定する
第2手段と、前記低電位及び前記中間電位を越え、前記
電源電位未満の閾値を有し、前記ビット線の電位が当該
閾値を越える場合に、前記ラッチ回路の出力を前記低電
位に反転させる第3手段とを備えている。
In order to achieve the above object, a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention has a plurality of memory cells connected in series, and one end of the plurality of memory cells connected in series is provided. , The other end of the plurality of memory cells connected in series is connected to a terminal for supplying a low potential via a select gate transistor, and the plurality of memory cells are connected to a bit line via a select gate transistor. On the premise that the threshold value is less than the first potential or exceeds the first potential and is less than the power supply potential, the latch circuit and the output of the latch circuit are set to a high potential before reading, and the bit line Means for setting the potential of the selected word line to the low potential or an intermediate potential exceeding the low potential, and setting the potential of the selected word line to the first potential and setting the potential of the non-selected word line at the time of reading. A second means for setting a potential to the power supply potential; and a threshold value exceeding the low potential and the intermediate potential and less than the power supply potential, and when the potential of the bit line exceeds the threshold value, Third means for inverting the output to the low potential.

【0020】本発明の不揮発性半導体記憶装置は、制御
ゲ−トを有し、情報を記憶するためのメモリセルと、前
記メモリセルに電気的に接続されたビット線と、前記制
御ゲ−トに電気的に接続されたワ−ド線と、前記ビット
線を介して前記メモリセルから読み出されたデ−タ、又
は、前記ビット線を介して前記メモリセルへ書き込むデ
−タを一時保持するためのラッチ回路と、プリチャ−ジ
時に、前記ラッチ回路の出力を高電位に設定すると共
に、前記ビット線の電位を低電位又は前記低電位を越え
る中間電位に設定する第1手段と、読み出し時に、選択
ワ−ド線の電位を読み出し電位に設定すると共に、非選
択ワ−ド線の電位を電源電位に設定する第2手段と、読
み出し時に、前記ビット線の電位の変化を感知し、前記
ラッチ回路の出力を前記低電位に反転させるための第3
手段とを備えている。
A nonvolatile semiconductor memory device of the present invention has a control gate, a memory cell for storing information, a bit line electrically connected to the memory cell, and a control gate. A word line electrically connected to the memory cell and data read from the memory cell via the bit line or data written to the memory cell via the bit line. First means for setting the output of the latch circuit to a high potential at the time of precharge, and setting the potential of the bit line to a low potential or an intermediate potential exceeding the low potential, and reading. A second means for setting the potential of the selected word line to the read potential and setting the potential of the non-selected word line to the power supply potential, and sensing a change in the potential of the bit line at the time of reading; The output of the latch circuit is Third to invert serial to the low potential
Means.

【0021】前記不揮発性半導体記憶装置のメモリセル
アレイは、複数のブロックから構成され、前記選択ワ−
ド線を含む選択ブロックのセレクトゲ−トトランジスタ
は、オン状態に設定され、前記選択ワ−ド線を含まない
非選択ブロックのセレクトゲ−トトランジスタは、オフ
状態に設定される。
The memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device is composed of a plurality of blocks,
The select gate transistor of the selected block including the selected word line is set to the on state, and the select gate transistor of the unselected block not including the selected word line is set to the off state.

【0022】前記第1電位及び前記低電位は、接地電位
であり、前記高電位は、前記電源電位に等しい。前記第
1手段は、ドレインが前記ラッチ回路の入力端に接続さ
れ、前記読み出し前にオン状態になるMOSトランジス
タから構成される。
The first potential and the low potential are ground potentials, and the high potential is equal to the power supply potential. The first means includes a MOS transistor having a drain connected to an input terminal of the latch circuit and turned on before the reading.

【0023】前記第3手段は、前記ビット線と前記ラッ
チ回路の入力端の間に接続され、前記読み出し前にオン
状態、前記読み出し時にオフ状態となるMOSトランジ
スタと、ドレインが前記ラッチ回路の出力端に接続さ
れ、ゲ−トが前記ビット線に接続されるMOSトランジ
スタとから構成される。
The third means is connected between the bit line and an input terminal of the latch circuit, and has a MOS transistor which is turned on before the read operation and is turned off during the read operation, and a drain connected to the output terminal of the latch circuit. And a MOS transistor connected to the end and having a gate connected to the bit line.

【0024】本発明の不揮発性半導体記憶装置のデ−タ
読み出し方法は、閾値が第1電位未満のメモリセルと、
閾値が前記第1電位を越え電源電位未満のメモリセルと
を有することが前提であり、読み出し前に、ビット線の
電位を低電位又は前記低電位を越える中間電位に設定
し、読み出し時に、選択ワ−ド線に前記第1電位を印加
し、非選択ワ−ド線に前記電源電位を印加し、前記ワ−
ド線に接続される選択メモリセルがオン状態のときは、
前記ビット線の電位を前記低電位にし、前記ワ−ド線に
接続される選択メモリセルがオフ状態のときは、前記非
選択ワ−ド線と前記ビット線との容量結合により、前記
ビット線の電位を前記電源電位に向かって上昇させるも
のである。
According to a data reading method for a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a memory cell having a threshold value lower than a first potential;
It is premised that there is a memory cell whose threshold value is higher than the first potential and lower than the power supply potential. Before reading, the potential of the bit line is set to a low potential or an intermediate potential exceeding the low potential, Applying the first potential to a word line; applying the power supply potential to a non-selected word line;
When the selected memory cell connected to the
When the potential of the bit line is set to the low potential and a selected memory cell connected to the word line is in an off state, the bit line is capacitively coupled to the unselected word line and the bit line. Is raised toward the power supply potential.

【0025】前記選択ワ−ド線を含む選択ブロックのセ
レクトゲ−トトランジスタは、オン状態に設定され、前
記選択ワ−ド線を含まない非選択ブロックのセレクトゲ
−トトランジスタは、オフ状態に設定されている。前記
低電位及び前記中間電位を越え、前記電源電位未満の閾
値を有する手段によって、前記ビット線の電位を認識す
る。
The select gate transistor of the selected block including the selected word line is set to the ON state, and the select gate transistor of the unselected block not including the selected word line is set to the OFF state. ing. The potential of the bit line is recognized by means having a threshold value that exceeds the low potential and the intermediate potential and is less than the power supply potential.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の不揮発性半導体記憶装置について詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施の形態に関わる不揮発性半導
体記憶装置の主要部の構成を示すものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【0027】メモリセルアレイは、複数のブロックを有
し、かつ、各々のブロックは、複数のペ−ジを有してい
る。従来と同様に、例えば、1ペ−ジは、512バイト
(4096ビット)から構成され、1ブロックは、4キ
ロバイトから構成される。本実施の形態では、直列接続
された8つのNANDセルを用いているため、1つのブ
ロックは、8ペ−ジで構成される。
The memory cell array has a plurality of blocks, and each block has a plurality of pages. As in the conventional case, for example, one page is composed of 512 bytes (4096 bits), and one block is composed of 4 kilobytes. In this embodiment, since eight NAND cells connected in series are used, one block is composed of eight pages.

【0028】また、消去は、ブロック単位又は全ビット
一括で行われ、書き込みと読み出しは、ペ−ジ単位で行
われる。各動作モ−ドにおけるコントロ−ルゲ−トCG
1〜8、セレクトゲ−トSG1,SG2、ビット線BL
a及びソ−ス線VSの電位は、上記表1に示すようにな
る。
Erasure is performed in block units or all bits at a time, and writing and reading are performed in page units. Control gate CG in each operation mode
1 to 8, select gates SG1 and SG2, bit line BL
a and the potential of the source line VS are as shown in Table 1 above.

【0029】各々のビット線BLai(i=0〜409
5)には、本発明の主要部を構成する読み出し回路11
が接続されている。読み出し回路11は、ソ−ス・ドレ
インの一方がビット線BLaiに接続され、ゲ−トに信
号φaが印加されるNチャネルMOSトランジスタM1
と、MOSトランジスタM1のソ−ス・ドレインの他方
に接続されるラッチ回路LATCHを有する。
Each bit line BLai (i = 0 to 409)
5) includes a readout circuit 11 constituting a main part of the present invention.
Is connected. The read circuit 11 has an N-channel MOS transistor M1 having one of its source and drain connected to the bit line BLai, and a signal φa applied to its gate.
And a latch circuit LATCH connected to the other of the source and drain of the MOS transistor M1.

【0030】ラッチ回路LATCHは、2つのインバ−
タから構成され、一方のインバ−タの出力は、他方のイ
ンバ−タの入力となっている。このラッチ回路LATC
Hは、読み出し時と書き込み時に兼用される。
The latch circuit LATCH has two invertors.
The output of one inverter is the input of the other inverter. This latch circuit LATC
H is used for both reading and writing.

【0031】さらに、読み出し回路11は、ラッチ回路
LATCHの入力端aに接続されるNチャネルMOSト
ランジスタM2と、ラッチ回路LATCHの出力端bに
接続されるNチャネルMOSトランジスタM3とを有し
ている。
Further, the read circuit 11 has an N-channel MOS transistor M2 connected to the input terminal a of the latch circuit LATCH, and an N-channel MOS transistor M3 connected to the output terminal b of the latch circuit LATCH. .

【0032】MOSトランジスタM2は、ラッチ回路L
ATCHの入力端aに、低電位(例えば、接地電位)V
Sを供給し、ラッチ回路の入力を“L”、出力を“H”
に設定する。MOSトランジスタM3は、ラッチ回路L
ATCHの出力端bに、低電位(例えば、接地電位)V
Sを供給し、ラッチ回路の入力を“H”、出力を“L”
に設定する。
The MOS transistor M2 has a latch circuit L
A low potential (eg, ground potential) V is applied to the input terminal a of the ATCH.
S is supplied, the input of the latch circuit is set to “L”, and the output is set to “H”.
Set to. The MOS transistor M3 is connected to the latch circuit L
A low potential (for example, ground potential) V is applied to the output terminal b of the ATCH.
S is supplied, the input of the latch circuit is set to “H”, and the output
Set to.

【0033】MOSトランジスタM2のゲ−トには、信
号φdが印加され、MOSトランジスタM3のゲ−ト
は、ビット線BLaiに接続されている。MOSトラン
ジスタM2は、読み出し時に、ビット線BLaiを予め
低電位VSに設定しておくためのものである。
The signal φd is applied to the gate of the MOS transistor M2, and the gate of the MOS transistor M3 is connected to the bit line BLai. The MOS transistor M2 is for setting the bit line BLai to the low potential VS in advance at the time of reading.

【0034】よって、例えば、全てのブロックのコント
ロ−ルゲ−トCG1〜CG8及びセレクトゲ−トCG
1,CG2に電源電位VCCを与えて、全てのメモリセ
ル及びセレクトゲ−トトランジスタをオンさせ、ビット
線BLaiを低電位VSとするような場合には、MOS
トランジスタM2を省略できる。
Therefore, for example, the control gates CG1 to CG8 of all the blocks and the select gate CG
1, a power supply potential VCC is applied to CG2 to turn on all memory cells and select gate transistors, and to set the bit line BLai to a low potential VS, a MOS transistor is used.
The transistor M2 can be omitted.

【0035】次に、上述の不揮発性半導体記憶装置の読
み出し動作について詳細に説明する。まず、全てのビッ
ト線BLai(i=0〜4095)を、以下の2つの手
法のうちのいずれかを用いて、低電位(例えば、接地電
位)VSに設定すると共に、ラッチ回路LATCHの入
力端aが“L”、出力端bが“H”となるように設定す
る。
Next, the read operation of the above-described nonvolatile semiconductor memory device will be described in detail. First, all the bit lines BLai (i = 0 to 4095) are set to a low potential (for example, ground potential) VS by using one of the following two methods, and the input terminal of the latch circuit LATCH is set. a is set to “L” and the output terminal b is set to “H”.

【0036】i. 信号φaを“H(電源電位VC
C)”に設定してMOSトランジスタM1をオン状態に
し、かつ、信号φdを“H”に設定してMOSトランジ
スタM2をオン状態にする。この時、低電位VSが、M
OSトランジスタM1,M2を経由して、ビット線BL
aiに印加されるため、全てのビット線BLaiは、低
電位VSに設定される。
I. The signal φa is set to “H” (power supply potential VC).
C) ”to turn on the MOS transistor M1, and set the signal φd to“ H ”to turn on the MOS transistor M2. At this time, the low potential VS becomes M
Via the OS transistors M1 and M2, the bit line BL
ai, all the bit lines BLai are set to the low potential VS.

【0037】ii. 全てのブロックのコントロ−ルゲ−
トCG1〜CG8及びセレクトゲ−トCG1,CG2に
電源電位VCCを与えて、全てのメモリセル及びセレク
トゲ−トトランジスタをオン状態にする。この時、低電
位VSが、メモリセル及びセレクトゲ−トトランジスタ
を経由して、ビット線BLaiに印加されるため、全て
のビット線BLaiは、低電位VSに設定される。ま
た、信号φaは、“H”に設定されるため、MOSトラ
ンジスタM1は、オン状態である。
Ii. Control of all blocks
The power supply potential VCC is applied to the gates CG1 to CG8 and the select gates CG1 and CG2 to turn on all the memory cells and the select gate transistors. At this time, since the low potential VS is applied to the bit line BLai via the memory cell and the select gate transistor, all the bit lines BLai are set to the low potential VS. Further, since signal φa is set to “H”, MOS transistor M1 is on.

【0038】なお、上記ii.の手法を用いるときは、M
OSトランジスタM2を省略することができる。この
後、信号φaを“L(接地電位)”に設定し、MOSト
ランジスタM1をオフ状態にする。これにより、全ての
ビット線BLaiは、フロ−ティング状態となる。
The above ii. When using the method of
The OS transistor M2 can be omitted. Thereafter, signal φa is set to “L (ground potential)”, and MOS transistor M1 is turned off. As a result, all the bit lines BLai enter the floating state.

【0039】また、非選択ブロックBLK0について
は、非選択ワ−ド線(コントロ−ルゲ−ト)、即ち、全
てのワ−ド線を0Vから電源電位VCCに上昇させ、か
つ、セレクトゲ−トCG1,CG2を0Vに設定する。
For the unselected block BLK0, the unselected word lines (control gates), that is, all word lines are raised from 0V to the power supply potential VCC, and the select gate CG1 is selected. , CG2 are set to 0V.

【0040】選択ブロックBLK1については、非選択
ワ−ド線、即ち、コントロ−ルゲ−トCG1〜3,CG
5〜8及びセレクトゲ−トCG1,CG2を0Vから電
源電位VCCに上昇させ、選択ワ−ド線、即ち、コント
ロ−ルゲ−トCG4を0Vに設定する。
For the selected block BLK1, unselected word lines, that is, control gates CG1 to CG3 and CG
5-8 and the select gates CG1 and CG2 are raised from 0V to the power supply potential VCC, and the select word line, that is, the control gate CG4 is set to 0V.

【0041】ここで、選択ワ−ド線に接続された選択メ
モリセルのデ−タが“1”の場合、即ち、選択メモリセ
ルの閾値が0V未満の場合には、選択メモリセルは、オ
ン状態となるため、その選択メモリセルが接続されるビ
ット線BLaiの電位は、0Vのままである。
When the data of the selected memory cell connected to the selected word line is "1", that is, when the threshold value of the selected memory cell is less than 0 V, the selected memory cell is turned on. Therefore, the potential of the bit line BLai to which the selected memory cell is connected remains at 0V.

【0042】一方、選択ワ−ド線に接続された選択メモ
リセルのデ−タが“0”の場合、即ち、選択メモリセル
の閾値が0Vを越える場合には、選択メモリセルは、オ
フ状態となるため、その選択メモリセルが接続されるビ
ット線BLaiの電位は、ワ−ド線とビット線の容量結
合によって、電源電位VCCに向かって上昇する。
On the other hand, when the data of the selected memory cell connected to the selected word line is "0", that is, when the threshold value of the selected memory cell exceeds 0 V, the selected memory cell is turned off. Therefore, the potential of the bit line BLai to which the selected memory cell is connected rises toward the power supply potential VCC due to the capacitive coupling between the word line and the bit line.

【0043】例えば、図1及び図2に示すように、選択
メモリセル0のデ−タが“1”の場合、即ち、選択メモ
リセル0の閾値が0V未満の場合には、選択メモリセル
0は、オン状態となるため、ビット線BLa0の電位
は、0Vのままである。
For example, as shown in FIGS. 1 and 2, when the data of the selected memory cell 0 is "1", that is, when the threshold value of the selected memory cell 0 is less than 0 V, the selected memory cell 0 Is turned on, the potential of the bit line BLa0 remains at 0V.

【0044】一方、選択メモリセル1のデ−タが“0”
の場合、即ち、選択メモリセル1の閾値が0Vを越える
場合には、選択メモリセル1は、オフ状態となるため、
ビット線BLa1の電位は、ワ−ド線(選択ワ−ド線を
除く)とビット線BLa1の容量結合によって、電源電
位VCCに向かって上昇する。
On the other hand, the data of the selected memory cell 1 is "0".
In other words, when the threshold value of the selected memory cell 1 exceeds 0 V, the selected memory cell 1 is turned off.
The potential of the bit line BLa1 rises toward the power supply potential VCC due to the capacitive coupling between the word line (excluding the selected word line) and the bit line BLa1.

【0045】そして、ビット線BLaiの電位が0Vの
ままであるときは、ラッチ回路LATCHの出力は
“H”のままであるが、ビット線BLaiの電位がMO
SトランジスタM3の閾値を越えると、ラッチ回路LA
TCHの出力は、“L”に反転する。
When the potential of the bit line BLai remains at 0 V, the output of the latch circuit LATCH remains at "H", but the potential of the bit line BLai remains at MO.
When the threshold value of the S transistor M3 is exceeded, the latch circuit LA
The output of TCH is inverted to "L".

【0046】このように、メモリセルの状態に応じて、
ラッチ回路LATCHの出力が“L”又は“H”の2値
に設定されるため、メモリセルのデ−タを読み出すこと
ができる。
As described above, according to the state of the memory cell,
Since the output of the latch circuit LATCH is set to a binary value of "L" or "H", data of the memory cell can be read.

【0047】上記構成の不揮発性半導体記憶装置によれ
ば、ビット線BLaiを電源電位VCCにプリチャ−ジ
するのではなく、低電位(接地電位)VSにロウプリチ
ャ−ジし、選択メモリセルの状態に応じて、ビット線B
Laiの電位を0Vのままにするか、又は電源電位VC
Cに上昇させるようにしている。
According to the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure, the bit line BLai is not precharged to the power supply potential VCC, but is row precharged to the low potential (ground potential) VS, and the state of the selected memory cell is changed. Accordingly, bit line B
Lai is kept at 0 V or the power supply potential VC
C.

【0048】また、ビット線BLaiの電位の上昇は、
選択ワ−ド線の除く全てのワ−ド線とビット線BLai
との容量結合により行っている。この場合、閾値が0V
未満の選択メモリセルが接続されるビット線では、常に
接地に接続された状態にあるため、例えば、これに隣接
するビット線が電源電位VCCに上昇する場合であって
も、ビット線同士の容量結合によりビット線の電位が大
きく変動(上昇)することはない。
The rise in the potential of the bit line BLai is
All word lines except the selected word line and the bit line BLai
This is done by capacitive coupling with In this case, the threshold is 0V
Since the bit lines to which less than the selected memory cells are connected are always connected to the ground, for example, even if the bit line adjacent thereto rises to the power supply potential VCC, the capacitance between the bit lines is reduced. The coupling does not greatly change (increase) the potential of the bit line.

【0049】また、閾値が0Vを越える選択メモリセル
が接続されるビット線では、電源電位VCCを印加する
ワ−ド線(非選択ブロック内)の本数を制御することに
より、ビット線の電位の上昇速度を調節することができ
る。
In a bit line to which a selected memory cell having a threshold value exceeding 0 V is connected, the number of word lines (in unselected blocks) to which the power supply potential VCC is applied is controlled so that the potential of the bit line is reduced. The climb speed can be adjusted.

【0050】なお、電源電位VCCを印加するワ−ド線
(非選択ブロック内)の本数は、接地に接続されるビッ
ト線の電位がワ−ド線とビット線の容量結合により大き
く上昇してしまわない程度に設定することも必要であ
る。
The number of word lines (in unselected blocks) to which the power supply potential VCC is applied is such that the potential of the bit line connected to the ground greatly increases due to the capacitive coupling between the word line and the bit line. It is also necessary to set it to such an extent that it will not end up.

【0051】また、上記構成の不揮発性半導体記憶装置
では、ビット線BLaiに対する電流源を設けることな
く、読み出し時におけるビット線同士の容量結合の影響
をなくすことができる。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory device having the above configuration, the influence of the capacitive coupling between the bit lines at the time of reading can be eliminated without providing a current source for the bit line BLai.

【0052】よって、本発明では、ビット線に常に電流
を流し続け、読み出し時のビット線同士の容量結合の影
響をなくす従来の方法に生じるソ−ス電位VSの浮きの
問題を考慮しなくてよい。即ち、本発明では、ソ−ス電
位VSの浮きが生じないため、読み出しマ−ジンを十分
に確保できる。
Therefore, in the present invention, it is not necessary to consider the problem of floating of the source potential VS which occurs in the conventional method of continuously flowing the current to the bit lines and eliminating the influence of the capacitive coupling between the bit lines at the time of reading. Good. That is, in the present invention, since the source potential VS does not float, a sufficient read margin can be secured.

【0053】また、上記構成の不揮発性半導体記憶装置
によれば、読み出しタイミングを決定するための制御信
号及びMOSトランジスタが不要となる。即ち、従来の
場合、例えば、図6に示すように、ゲ−トに制御信号R
が印加されるMOSトランジスタM4が必要であった
が、本発明では、図6のMOSトランジスタM4に相当
するトランジスタは存在しない。
Further, according to the nonvolatile semiconductor memory device having the above configuration, the control signal for determining the read timing and the MOS transistor are not required. That is, in the conventional case, for example, as shown in FIG.
Is required, but in the present invention, there is no transistor corresponding to the MOS transistor M4 in FIG.

【0054】即ち、1つの読み出し回路11について1
個のMOSトランジスタを省略できるため、本実施の形
態では、合計、4096個のMOSトランジスタを省略
できることになり、読み出し回路の縮小化と共に、チッ
プ面積の縮小を図ることができる。この効果は、MOS
トランジスタM4のサイズが大きければ大きい程、顕著
となる。
That is, 1 for one read circuit 11
Since the number of MOS transistors can be omitted, in this embodiment, a total of 4096 MOS transistors can be omitted, so that the readout circuit can be reduced and the chip area can be reduced. This effect is due to MOS
The larger the size of the transistor M4, the more noticeable.

【0055】また、本発明では、非選択ブロック内のワ
−ド線にも、電源電位VCCを印加しているが、この場
合においても、消費電力の増加は、大きな問題とはなら
ない。この場合、消費電力は、ワ−ド線駆動回路におい
て多少増加するが、ワ−ド線自体は、電源線のみに接続
され、ワ−ド線に大きな電流が流れることはないためで
ある。
In the present invention, the power supply potential VCC is also applied to the word lines in the non-selected blocks. In this case, however, the increase in power consumption does not pose a significant problem. In this case, the power consumption is slightly increased in the word line driving circuit, but the word line itself is connected only to the power supply line and a large current does not flow through the word line.

【0056】図3は、本発明の第2実施の形態に関わる
不揮発性半導体記憶装置の主要部の構成を示すものであ
る。この実施の形態は、ビット線BLaiの電位の初期
値を、低電位(接地電位)VSではなく、所定の中間電
位VI(VS<VI<VCC)に設定しておくことによ
り、デ−タの読み出し速度のさらなる高速化を達成する
ものである。
FIG. 3 shows a configuration of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, by setting the initial value of the potential of the bit line BLai to a predetermined intermediate potential VI (VS <VI <VCC) instead of the low potential (ground potential) VS, the data This achieves a further increase in the reading speed.

【0057】メモリセルアレイは、複数のブロックを有
し、かつ、各々のブロックは、複数のペ−ジを有してい
る。従来と同様に、例えば、1ペ−ジは、512バイト
(4096ビット)から構成され、1ブロックは、4キ
ロバイトから構成される。本実施の形態では、直列接続
された8つのNANDセルを用いているため、1つのブ
ロックは、8ペ−ジで構成される。
The memory cell array has a plurality of blocks, and each block has a plurality of pages. As in the conventional case, for example, one page is composed of 512 bytes (4096 bits), and one block is composed of 4 kilobytes. In this embodiment, since eight NAND cells connected in series are used, one block is composed of eight pages.

【0058】また、消去は、ブロック単位又は全ビット
一括で行われ、書き込みと読み出しは、ペ−ジ単位で行
われる。各動作モ−ドにおけるコントロ−ルゲ−トCG
1〜8、セレクトゲ−トSG1,SG2、ビット線BL
a及びソ−ス線VSの電位は、上記表1に示すようにな
る。
Erasure is performed in block units or all bits at a time, and writing and reading are performed in page units. Control gate CG in each operation mode
1 to 8, select gates SG1 and SG2, bit line BL
a and the potential of the source line VS are as shown in Table 1 above.

【0059】各々のビット線BLai(i=0〜409
5)には、本発明の主要部を構成する読み出し回路11
が接続されている。読み出し回路11は、ソ−ス・ドレ
インの一方がビット線BLaiに接続され、ゲ−トに信
号φaが印加されるNチャネルMOSトランジスタM1
と、MOSトランジスタM1のソ−ス・ドレインの他方
に接続されるラッチ回路LATCHを有する。
Each bit line BLai (i = 0 to 409)
5) includes a readout circuit 11 constituting a main part of the present invention.
Is connected. The read circuit 11 has an N-channel MOS transistor M1 having one of its source and drain connected to the bit line BLai, and a signal φa applied to its gate.
And a latch circuit LATCH connected to the other of the source and drain of the MOS transistor M1.

【0060】ラッチ回路LATCHは、2つのインバ−
タから構成され、一方のインバ−タの出力は、他方のイ
ンバ−タの入力となっている。このラッチ回路LATC
Hは、読み出し時と書き込み時に兼用される。
The latch circuit LATCH has two invertors.
The output of one inverter is the input of the other inverter. This latch circuit LATC
H is used for both reading and writing.

【0061】さらに、読み出し回路11は、ラッチ回路
LATCHの入力端aに接続されるNチャネルMOSト
ランジスタM2と、ラッチ回路LATCHの出力端bに
接続されるNチャネルMOSトランジスタM3とを有し
ている。
Further, the read circuit 11 has an N-channel MOS transistor M2 connected to the input terminal a of the latch circuit LATCH, and an N-channel MOS transistor M3 connected to the output terminal b of the latch circuit LATCH. .

【0062】MOSトランジスタM2は、ラッチ回路L
ATCHの入力端aに、中間電位VI(VS<VI<V
CC)を供給する。中間電位VIは、例えば、図4に示
すような中間電位発生回路によって生成する。図4にお
いて、21は、定電流源、22は、NチャネルMOSト
ランジスタである。
The MOS transistor M2 includes a latch circuit L
An intermediate potential VI (VS <VI <V) is applied to the input terminal a of the ATCH.
CC). The intermediate potential VI is generated by, for example, an intermediate potential generating circuit as shown in FIG. In FIG. 4, 21 is a constant current source, and 22 is an N-channel MOS transistor.

【0063】この中間電位VIは、例えば、ラッチ回路
LATCH及びMOSトランジスタM3の閾値未満の電
位であり、ラッチ回路LATCHの出力を“H”に設定
する。MOSトランジスタM3は、ラッチ回路LATC
Hの出力端bに、低電位(例えば、接地電位)VSを供
給し、ラッチ回路の入力を“H”、出力を“L”に設定
する。
The intermediate potential VI is, for example, a potential lower than the threshold values of the latch circuit LATCH and the MOS transistor M3, and sets the output of the latch circuit LATCH to "H". The MOS transistor M3 is connected to a latch circuit LATC.
A low potential (for example, ground potential) VS is supplied to the H output terminal b, and the input of the latch circuit is set to “H” and the output is set to “L”.

【0064】MOSトランジスタM2のゲ−トには、信
号φdが印加され、MOSトランジスタM3のゲ−ト
は、ビット線BLaiに接続されている。MOSトラン
ジスタM2は、読み出し時に、ビット線BLaiを予め
中間電位VIに設定しておくためのものである。
The signal φd is applied to the gate of the MOS transistor M2, and the gate of the MOS transistor M3 is connected to the bit line BLai. The MOS transistor M2 is for setting the bit line BLai to the intermediate potential VI before reading.

【0065】次に、上述の不揮発性半導体記憶装置の読
み出し動作について詳細に説明する。まず、信号φaを
“H(電源電位VCC)”に設定してMOSトランジス
タM1をオン状態にし、かつ、信号φdを“H”に設定
してMOSトランジスタM2をオン状態にする。この
時、中間電位VIが、MOSトランジスタM1,M2を
経由して、ビット線BLaiに印加されるため、全ての
ビット線BLaiは、中間電位VIに設定される。
Next, the read operation of the above-described nonvolatile semiconductor memory device will be described in detail. First, the signal φa is set to “H (power supply potential VCC)” to turn on the MOS transistor M1, and the signal φd is set to “H” to turn on the MOS transistor M2. At this time, since the intermediate potential VI is applied to the bit line BLai via the MOS transistors M1 and M2, all the bit lines BLai are set to the intermediate potential VI.

【0066】また、この中間電位VIは、例えば、ラッ
チ回路LATCH及びMOSトランジスタM3の閾値よ
りも小さい値であり、ラッチ回路LATCHの出力端b
は、“H”となるように設定される。
The intermediate potential VI is, for example, a value smaller than the threshold value of the latch circuit LATCH and the threshold value of the MOS transistor M3, and the output terminal b of the latch circuit LATCH.
Is set to “H”.

【0067】この後、信号φaを“L(接地電位)”に
設定し、MOSトランジスタM1をオフ状態にする。こ
れにより、全てのビット線BLaiは、フロ−ティング
状態となる。
Thereafter, signal φa is set to “L (ground potential)”, and MOS transistor M1 is turned off. As a result, all the bit lines BLai enter the floating state.

【0068】また、非選択ブロックBLK0について
は、非選択ワ−ド線(コントロ−ルゲ−ト)、即ち、全
てのワ−ド線を0Vから電源電位VCCに上昇させ、か
つ、セレクトゲ−トCG1,CG2を0Vに設定する。
For the unselected block BLK0, the unselected word lines (control gates), that is, all the word lines are raised from 0V to the power supply potential VCC, and the select gate CG1 is selected. , CG2 are set to 0V.

【0069】選択ブロックBLK1については、非選択
ワ−ド線、即ち、コントロ−ルゲ−トCG1〜3,CG
5〜8及びセレクトゲ−トCG1,CG2を0Vから電
源電位VCCに上昇させ、選択ワ−ド線、即ち、コント
ロ−ルゲ−トCG4を0Vに設定する。
For the selected block BLK1, unselected word lines, that is, control gates CG1 to CG3 and CG
5-8 and the select gates CG1 and CG2 are raised from 0V to the power supply potential VCC, and the select word line, that is, the control gate CG4 is set to 0V.

【0070】ここで、選択ワ−ド線に接続された選択メ
モリセルのデ−タが“1”の場合、即ち、選択メモリセ
ルの閾値が0V未満の場合には、選択メモリセルは、オ
ン状態となるため、その選択メモリセルが接続されるビ
ット線BLaiの電位は、中間電位VIから0Vへ変化
する。
When the data of the selected memory cell connected to the selected word line is "1", that is, when the threshold value of the selected memory cell is less than 0 V, the selected memory cell is turned on. Therefore, the potential of bit line BLai to which the selected memory cell is connected changes from intermediate potential VI to 0V.

【0071】一方、選択ワ−ド線に接続された選択メモ
リセルのデ−タが“0”の場合、即ち、選択メモリセル
の閾値が0Vを越える場合には、選択メモリセルは、オ
フ状態となるため、その選択メモリセルが接続されるビ
ット線BLaiの電位は、ワ−ド線とビット線の容量結
合によって、中間電位VIから電源電位VCCに向かっ
て上昇する。
On the other hand, when the data of the selected memory cell connected to the selected word line is "0", that is, when the threshold value of the selected memory cell exceeds 0 V, the selected memory cell is turned off. Therefore, the potential of the bit line BLai to which the selected memory cell is connected rises from the intermediate potential VI toward the power supply potential VCC due to the capacitive coupling between the word line and the bit line.

【0072】また、ビット線BLaiの電位が0Vに変
化するときは、ラッチ回路LATCHの出力は“H”の
ままであるが、ビット線BLaiの電位が電源電位VC
Cに向かって変化し、かつ、MOSトランジスタM3の
閾値を越えたときは、ラッチ回路LATCHの出力は、
“L”に反転する。
When the potential of bit line BLai changes to 0 V, the output of latch circuit LATCH remains at "H", but the potential of bit line BLai is changed to power supply potential VC.
When the voltage changes toward C and exceeds the threshold value of the MOS transistor M3, the output of the latch circuit LATCH becomes
Invert to “L”.

【0073】このように、メモリセルの状態に応じて、
ラッチ回路LATCHの出力が“L”又は“H”の2値
に設定されるため、メモリセルのデ−タを読み出すこと
ができる。
As described above, according to the state of the memory cell,
Since the output of the latch circuit LATCH is set to a binary value of "L" or "H", data of the memory cell can be read.

【0074】上記構成の不揮発性半導体記憶装置によれ
ば、閾値が0V未満の選択メモリセルが接続されるビッ
ト線の電位は、0Vに向かって低下すると共に、閾値が
0Vを越える選択メモリセルが接続されるビット線の電
位は、ワ−ド線とビット線の容量結合により電源電位V
CCに向かって上昇する。
According to the nonvolatile semiconductor memory device having the above configuration, the potential of the bit line to which the selected memory cell having the threshold value of less than 0 V is connected decreases toward 0 V, and the selected memory cell having the threshold value of more than 0 V is selected. The potential of the connected bit line is the power supply potential V due to the capacitive coupling between the word line and the bit line.
Ascend toward CC.

【0075】よって、読み出し時におけるビット線BL
aiの電位の変動幅を小さくすることができるため、読
み出し時間の短縮化に貢献できる。また、上記構成によ
れば、ビット線BLaiを電源電位VCCにプリチャ−
ジするのではなく、低電位(接地電位)VSにロウプリ
チャ−ジし、選択メモリセルの状態に応じて、ビット線
BLaiの電位を0Vのままにするか、又は電源電位V
CCに上昇させるようにしている。
Therefore, the bit line BL at the time of reading is
Since the fluctuation width of the potential ai can be reduced, it is possible to contribute to shortening of the reading time. According to the above configuration, the bit line BLai is precharged to the power supply potential VCC.
Instead, the potential of the bit line BLai is kept at 0 V or the power supply potential V.sub.V, depending on the state of the selected memory cell.
I try to raise it to CC.

【0076】また、ビット線BLaiの電位の上昇は、
選択ワ−ド線の除く全てのワ−ド線とビット線BLai
との容量結合により行っている。この場合、閾値が0V
未満の選択メモリセルが接続されるビット線では、常に
接地に接続された状態にあるため、例えば、これに隣接
するビット線が電源電位VCCに上昇する場合であって
も、ビット線同士の容量結合によりビット線の電位が大
きく変動(上昇)することはない。
The rise in the potential of the bit line BLai is
All word lines except the selected word line and the bit line BLai
This is done by capacitive coupling with In this case, the threshold is 0V
Since the bit lines to which less than the selected memory cells are connected are always connected to the ground, for example, even if the bit line adjacent thereto rises to the power supply potential VCC, the capacitance between the bit lines is reduced. The coupling does not greatly change (increase) the potential of the bit line.

【0077】また、閾値が0Vを越える選択メモリセル
が接続されるビット線では、電源電位VCCを印加する
ワ−ド線(非選択ブロック内)の本数を制御することに
より、ビット線の電位の上昇速度を調節することができ
る。
In a bit line to which a selected memory cell having a threshold value exceeding 0 V is connected, the number of word lines (in non-selected blocks) to which the power supply potential VCC is applied is controlled so that the potential of the bit line is reduced. The climb speed can be adjusted.

【0078】なお、電源電位VCCを印加するワ−ド線
(非選択ブロック内)の本数は、接地に接続されるビッ
ト線の電位がワ−ド線とビット線の容量結合により大き
く上昇してしまわない程度に設定することも必要であ
る。
The number of word lines (in unselected blocks) to which the power supply potential VCC is applied is such that the potential of the bit line connected to the ground greatly increases due to the capacitive coupling between the word line and the bit line. It is also necessary to set it to such an extent that it will not end up.

【0079】また、上記構成の不揮発性半導体記憶装置
では、ビット線BLaiに対する電流源を設けることな
く、読み出し時におけるビット線同士の容量結合の影響
をなくすことができる。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory device having the above configuration, it is possible to eliminate the influence of capacitive coupling between bit lines at the time of reading without providing a current source for the bit lines BLai.

【0080】よって、本発明では、ビット線に常に電流
を流し続け、読み出し時のビット線同士の容量結合の影
響をなくす従来の方法に生じるソ−ス電位VSの浮きの
問題を考慮しなくてよい。即ち、本発明では、ソ−ス電
位VSの浮きが生じないため、読み出しマ−ジンを十分
に確保できる。
Therefore, in the present invention, it is not necessary to consider the problem of the floating source potential VS which occurs in the conventional method in which the current always flows through the bit lines and the influence of the capacitive coupling between the bit lines during reading is eliminated. Good. That is, in the present invention, since the source potential VS does not float, a sufficient read margin can be secured.

【0081】また、上記構成の不揮発性半導体記憶装置
によれば、読み出しタイミングを決定するための制御信
号及びMOSトランジスタが不要となる。即ち、従来の
場合、例えば、図6に示すように、ゲ−トに制御信号R
が印加されるMOSトランジスタM4が必要であった
が、本発明では、図6のMOSトランジスタM4に相当
するトランジスタは存在しない。
According to the nonvolatile semiconductor memory device having the above configuration, a control signal and a MOS transistor for determining a read timing are not required. That is, in the conventional case, for example, as shown in FIG.
Is required, but in the present invention, there is no transistor corresponding to the MOS transistor M4 in FIG.

【0082】即ち、1つの読み出し回路11について1
個のMOSトランジスタを省略できるため、本実施の形
態では、合計、4096個のMOSトランジスタを省略
できることになり、読み出し回路の縮小化と共に、チッ
プ面積の縮小を図ることができる。この効果は、MOS
トランジスタM4のサイズが大きければ大きい程、顕著
となる。
That is, for one read circuit 11, 1
Since the number of MOS transistors can be omitted, in this embodiment, a total of 4096 MOS transistors can be omitted, so that the readout circuit can be reduced and the chip area can be reduced. This effect is due to MOS
The larger the size of the transistor M4, the more noticeable.

【0083】また、本発明では、非選択ブロック内のワ
−ド線にも、電源電位VCCを印加しているが、この場
合においても、消費電力の増加は、大きな問題とはなら
ない。この場合、消費電力は、ワ−ド線駆動回路におい
て多少増加するが、ワ−ド線自体は、電源線のみに接続
され、ワ−ド線に大きな電流が流れることはないためで
ある。
In the present invention, the power supply potential VCC is also applied to the word lines in the non-selected blocks. In this case, however, the increase in power consumption does not pose a significant problem. In this case, the power consumption is slightly increased in the word line driving circuit, but the word line itself is connected only to the power supply line and a large current does not flow through the word line.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の不揮発
性半導体記憶装置によれば、次のような効果を奏する。
ビット線を電源電位VCCにプリチャ−ジするのではな
く、低電位(接地電位)又は中間電位にプリチャ−ジ
し、選択メモリセルの状態に応じて、ビット線の電位を
0Vのままにするか、又は電源電位VCCに上昇させる
ようにしている。また、ビット線の電位の上昇は、選択
ワ−ド線の除く全てのワ−ド線とビット線との容量結合
により行っている。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the following effects can be obtained.
Instead of precharging the bit line to the power supply potential VCC, precharge it to a low potential (ground potential) or an intermediate potential, and keep the bit line potential at 0 V depending on the state of the selected memory cell. Or the power supply potential VCC. The rise of the potential of the bit line is effected by capacitive coupling between all the word lines except the selected word line and the bit line.

【0085】この場合、閾値が0V未満の選択メモリセ
ルが接続されるビット線では、常に接地に接続された状
態にあるため、例えば、これに隣接するビット線が電源
電位VCCに上昇する場合であっても、ビット線同士の
容量結合によりビット線の電位が大きく変動(上昇)す
ることはない。
In this case, since the bit line to which the selected memory cell whose threshold value is less than 0 V is connected is always connected to the ground, for example, when the bit line adjacent to the selected memory cell rises to the power supply potential VCC. Even if there is, the potential of the bit line does not greatly fluctuate (rise) due to capacitive coupling between the bit lines.

【0086】また、閾値が0Vを越える選択メモリセル
が接続されるビット線では、電源電位VCCを印加する
ワ−ド線(非選択ブロック内)の本数を制御することに
より、ビット線の電位の上昇速度を調節することができ
る。
In a bit line to which a selected memory cell having a threshold value exceeding 0 V is connected, the number of word lines (in non-selected blocks) to which the power supply potential VCC is applied is controlled so that the potential of the bit line is reduced. The climb speed can be adjusted.

【0087】なお、電源電位VCCを印加するワ−ド線
(非選択ブロック内)の本数は、接地に接続されるビッ
ト線の電位がワ−ド線とビット線の容量結合により大き
く上昇してしまわない程度に設定することが必要であ
る。
The number of word lines (in unselected blocks) to which the power supply potential VCC is applied is such that the potential of the bit line connected to the ground greatly increases due to the capacitive coupling between the word line and the bit line. It is necessary to set it to such an extent that it does not end up.

【0088】また、本発明では、ビット線に対する電流
源を設けることなく、読み出し時におけるビット線同士
の容量結合の影響をなくすことができる。よって、ビッ
ト線に常に電流を流し続け、読み出し時のビット線同士
の容量結合の影響をなくす従来の方法に生じるソ−ス電
位VSの浮きの問題を考慮しなくてよい。
Further, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of capacitive coupling between bit lines during reading without providing a current source for the bit lines. Therefore, it is not necessary to consider the problem of floating of the source potential VS which occurs in the conventional method in which the current always flows through the bit lines and the influence of the capacitive coupling between the bit lines at the time of reading is eliminated.

【0089】また、本発明では、読み出しタイミングを
決定するための制御信号及びMOSトランジスタが不要
となるため、読み出し回路の縮小化と共に、チップ面積
の縮小化に貢献できる。また、本発明では、非選択ブロ
ック内のワ−ド線にも、電源電位VCCを印加している
が、消費電力の増加は、ほとんどない。
Further, according to the present invention, since a control signal and a MOS transistor for determining a read timing are not required, it is possible to contribute to a reduction in a read circuit and a reduction in a chip area. In the present invention, the power supply potential VCC is also applied to the word lines in the non-selected blocks, but the power consumption hardly increases.

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

【図1】本発明の第1実施の形態に関わる不揮発性半導
体記憶装置の主要部を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のビット線、セレクトゲ−トの電位と信号
φdのタイミングを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a potential of a bit line and a select gate and a timing of a signal φd in FIG. 1;

【図3】本発明の第2実施の形態に関わる不揮発性半導
体記憶装置の主要部を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の中間電位VIを生成する回路を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a circuit for generating an intermediate potential VI in FIG. 3;

【図5】従来の不揮発性半導体記憶装置のブロック構成
を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a block configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図6】従来の不揮発性半導体記憶装置の主要部を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a main part of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図7】書き込み状態と消去状態のメモリセルの閾値分
布を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing threshold distributions of memory cells in a write state and an erase state.

【図8】図6のビット線、セレクトゲ−トの電位と信号
φpのタイミングを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the potentials of the bit lines and select gates in FIG. 6 and the timing of the signal φp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 :読み出し回路、 21 :定電流源、 22,M1〜M4 :NチャネルMOSトランジ
スタ、 LATCH :ラッチ回路。
11: readout circuit, 21: constant current source, 22, M1 to M4: N-channel MOS transistor, LATCH: latch circuit.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直列接続された複数のメモリセルを有
し、前記直列接続された複数のメモリセルの一端は、セ
レクトゲ−トトランジスタを介してビット線に接続さ
れ、前記直列接続された複数のメモリセルの他端は、セ
レクトゲ−トトランジスタを介して低電位を供給する端
子に接続され、前記複数のメモリセルの閾値は、第1電
位未満、又は前記第1電位を越え、電源電位未満である
不揮発性半導体記憶装置において、 ラッチ回路と、読み出し前に、前記ラッチ回路の出力を
高電位に設定すると共に、ビット線の電位を前記低電位
又は前記低電位を越える中間電位に設定する第1手段
と、読み出し時に、選択ワ−ド線の電位を前記第1電位
に設定すると共に、非選択ワ−ド線の電位を前記電源電
位に設定する第2手段と、前記低電位及び前記中間電位
を越え、前記電源電位未満の閾値を有し、前記ビット線
の電位が当該閾値を越える場合に、前記ラッチ回路の出
力を前記低電位に反転させる第3手段とを具備すること
を特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of memory cells connected in series, one end of each of the plurality of memory cells connected in series being connected to a bit line via a select gate transistor, and a plurality of memory cells connected in series; The other end of the memory cell is connected to a terminal for supplying a low potential via a select gate transistor, and the threshold value of the plurality of memory cells is lower than the first potential or higher than the first potential and lower than the power supply potential. In one non-volatile semiconductor memory device, a latch circuit and, prior to reading, setting an output of the latch circuit to a high potential and setting a bit line potential to the low potential or an intermediate potential exceeding the low potential Means for setting the potential of a selected word line to the first potential at the time of reading and setting the potential of a non-selected word line to the power supply potential; And a third means for inverting the output of the latch circuit to the low potential when the potential of the bit line exceeds the threshold, the threshold being higher than the intermediate potential and lower than the power supply potential. Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項2】 制御ゲ−トを有し、情報を記憶するため
のメモリセルと、 前記メモリセルに電気的に接続されたビット線と、 前記制御ゲ−トに電気的に接続されたワ−ド線と、 前記ビット線を介して前記メモリセルから読み出された
デ−タ、又は、前記ビット線を介して前記メモリセルへ
書き込むデ−タを一時保持するためのラッチ回路と、 プリチャ−ジ時に、前記ラッチ回路の出力を高電位に設
定すると共に、前記ビット線の電位を低電位又は前記低
電位を越える中間電位に設定する第1手段と、 読み出し時に、選択ワ−ド線の電位を読み出し電位に設
定すると共に、非選択ワ−ド線の電位を電源電位に設定
する第2手段と、 読み出し時に、前記ビット線の電位の変化を感知し、前
記ラッチ回路の出力を前記低電位に反転させるための第
3手段とを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶
装置。
2. A memory cell having a control gate for storing information; a bit line electrically connected to the memory cell; and a memory cell electrically connected to the control gate. A latch circuit for temporarily holding data read from the memory cell via the bit line or data to be written to the memory cell via the bit line; First means for setting the output of the latch circuit to a high potential and setting the potential of the bit line to a low potential or an intermediate potential exceeding the low potential at the time of reading; Second means for setting the potential to the read potential and setting the potential of the non-selected word line to the power supply potential; and sensing a change in the potential of the bit line at the time of reading and setting the output of the latch circuit to the low level. For inverting to the potential A nonvolatile semiconductor memory device having three means.
【請求項3】 前記不揮発性半導体記憶装置のメモリセ
ルアレイは、複数のブロックから構成され、前記選択ワ
−ド線を含む選択ブロックのセレクトゲ−トトランジス
タは、オン状態に設定され、前記選択ワ−ド線を含まな
い非選択ブロックのセレクトゲ−トトランジスタは、オ
フ状態に設定されることを特徴とする請求項1又は2記
載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device is composed of a plurality of blocks, a select gate transistor of a selected block including the selected word line is set to an ON state, and the selected word is turned on. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a select gate transistor of a non-selected block not including a gate line is set to an off state.
【請求項4】 前記第1電位及び前記低電位は、接地電
位であり、前記高電位は、前記電源電位に等しいことを
特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said first potential and said low potential are ground potentials, and said high potential is equal to said power supply potential.
【請求項5】 前記第1手段は、ドレインが前記ラッチ
回路の入力端に接続され、前記読み出し前にオン状態に
なるMOSトランジスタから構成されることを特徴とす
る請求項1又は2記載の不揮発性半導体記憶装置。
5. The non-volatile memory according to claim 1, wherein said first means comprises a MOS transistor having a drain connected to an input terminal of said latch circuit and turned on before said reading. Semiconductor memory device.
【請求項6】 前記第3手段は、前記ビット線と前記ラ
ッチ回路の入力端の間に接続され、前記読み出し前にオ
ン状態、前記読み出し時にオフ状態となるMOSトラン
ジスタと、ドレインが前記ラッチ回路の出力端に接続さ
れ、ゲ−トが前記ビット線に接続されるMOSトランジ
スタとから構成されることを特徴とする請求項1又は2
記載の不揮発性半導体記憶装置。
6. The third means is connected between the bit line and an input terminal of the latch circuit, and has a MOS transistor which is turned on before the read operation and turned off when the read operation, and a drain of which is connected to the latch circuit. And a MOS transistor connected to the output terminal of the bit line and having a gate connected to the bit line.
14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項7】 閾値が第1電位未満のメモリセルと、閾
値が前記第1電位を越え電源電位未満のメモリセルとを
有する不揮発性半導体記憶装置のデ−タ読み出し方法に
おいて、 読み出し前に、ビット線の電位を低電位又は前記低電位
を越える中間電位に設定し、読み出し時に、選択ワ−ド
線に前記第1電位を印加し、非選択ワ−ド線に前記電源
電位を印加し、前記ワ−ド線に接続される選択メモリセ
ルがオン状態のときは、前記ビット線の電位を前記低電
位にし、前記ワ−ド線に接続される選択メモリセルがオ
フ状態のときは、前記非選択ワ−ド線と前記ビット線と
の容量結合により、前記ビット線の電位を前記電源電位
に向かって上昇させることを特徴とする不揮発性半導体
記憶装置のデ−タ読み出し方法。
7. A data reading method for a nonvolatile semiconductor memory device including a memory cell having a threshold value lower than a first potential and a memory cell having a threshold value higher than the first potential and lower than a power supply potential. Setting the potential of the bit line to a low potential or an intermediate potential exceeding the low potential, applying the first potential to a selected word line during reading, and applying the power supply potential to a non-selected word line; When the selected memory cell connected to the word line is in the on state, the potential of the bit line is set to the low potential. When the selected memory cell connected to the word line is in the off state, the potential of the bit line is reduced. A data reading method for a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the potential of the bit line is raised toward the power supply potential by capacitive coupling between a non-selected word line and the bit line.
【請求項8】 前記選択ワ−ド線を含む選択ブロックの
セレクトゲ−トトランジスタは、オン状態に設定され、
前記選択ワ−ド線を含まない非選択ブロックのセレクト
ゲ−トトランジスタは、オフ状態に設定されていること
を特徴とする請求項7記載の不揮発性半導体記憶装置の
デ−タ読み出し方法。
8. A select gate transistor of a selected block including the selected word line is set to an on state,
8. The data reading method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein a select gate transistor of a non-selected block not including said selected word line is set to an off state.
【請求項9】 前記低電位及び前記中間電位を越え、前
記電源電位未満の閾値を有する手段によって、前記ビッ
ト線の電位を認識することを特徴とする請求項7記載の
不揮発性半導体記憶装置のデ−タ読み出し方法。
9. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein said bit line potential is recognized by means having a threshold value exceeding said low potential and said intermediate potential and less than said power supply potential. Data reading method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047219A (en) * 2006-08-16 2008-02-28 Toshiba Corp Nand-type flash memory

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