JPH10275484A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JPH10275484A
JPH10275484A JP7978497A JP7978497A JPH10275484A JP H10275484 A JPH10275484 A JP H10275484A JP 7978497 A JP7978497 A JP 7978497A JP 7978497 A JP7978497 A JP 7978497A JP H10275484 A JPH10275484 A JP H10275484A
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JP
Japan
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memory cell
voltage
floating gate
data line
nonvolatile semiconductor
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Pending
Application number
JP7978497A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kurata
英明 倉田
Takayuki Kawahara
尊之 河原
Takashi Kobayashi
小林  孝
Masataka Kato
正高 加藤
Kazuhiro Komori
和宏 小森
Hitoshi Kume
均 久米
Katsutaka Kimura
勝高 木村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10275484A publication Critical patent/JPH10275484A/en
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • G11C11/5628Programming or writing circuits; Data input circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリセルの微細化を可能とし、ホットホー
ルによる劣化を抑制した動作方式を備えるAND型フラ
ッシュメモリを実現すること。 【解決手段】 データ線D1(D2)とソース線S1
(S2)の間に接続されたメモリセルM11,M12
(M21,M22)に対して並列に1個または複数個の
MOSトランジスタTR1(TR2)を接続する。この
MOSトランジスタやダミーメモリセルを介してソース
端子の充電および放電が行われるため、同一ワード線上
の非選択メモリセルにおいてホットエレクトロン注入が
起きず、しきい値電圧が変化してしまうことが無くな
る。上記MOSトランジスタの代わりにメモリセルと同
一構成のダミーメモリセルを用いてもよい。
(57) [PROBLEMS] To provide an AND-type flash memory capable of miniaturizing a memory cell and having an operation method in which deterioration due to hot holes is suppressed. SOLUTION: A data line D1 (D2) and a source line S1 are provided.
Memory cells M11 and M12 connected between (S2)
One or more MOS transistors TR1 (TR2) are connected in parallel to (M21, M22). Since the source terminal is charged and discharged via the MOS transistor and the dummy memory cell, hot electrons are not injected into the non-selected memory cells on the same word line, and the threshold voltage does not change. A dummy memory cell having the same configuration as the memory cell may be used instead of the MOS transistor.

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、電気的書換え機能
を備えた不揮発性半導体記憶装置に関し、特に、AND
型メモリアレイ構造を有し、微細化に適するとともに正
孔の酸化膜注入によるメモリセル劣化がおこらない不揮
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 nonvolatile semiconductor memory device having an electrical rewriting function, and more particularly, to an AND gate.
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a memory array structure, suitable for miniaturization, and in which a memory cell is not deteriorated by injection of a hole oxide film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、不揮発性半導体記憶装置として
は、例えば、特開平3−219496号公報に示される
電気的一括消去型のNOR型フラッシュメモリと呼ばれ
る記憶装置が知られている。この従来のNOR型フラッ
シュメモリにおいては、図36に示すように、メモリセ
ルM11〜M26がマトリクス状に配列され、メモリセ
ルのドレイン端子がデータ線BLに接続され、ソース線
が共通ソース線SLに接続され、制御ゲートがワード線
WLに接続されて構成される。このように構成された従
来のNOR型フラッシュメモリにおけるデータの消去お
よび書込みは次のようにして行われる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a non-volatile semiconductor memory device, for example, a memory device called an electric flash type NOR flash memory disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-219496 is known. In this conventional NOR flash memory, as shown in FIG. 36, memory cells M11 to M26 are arranged in a matrix, the drain terminals of the memory cells are connected to data lines BL, and the source lines are connected to a common source line SL. And the control gate is connected to the word line WL. Erasing and writing of data in the conventional NOR type flash memory configured as described above are performed as follows.

【0003】NOR型フラッシュメモリにおけるメモリ
セルのデータの消去は、制御ゲートに負電圧を加え、ソ
ースに正電圧を加えることによって行われる。このとき
ソースと浮遊ゲート間のトンネル現象により、浮遊ゲー
ト中に蓄積された電子がソース側に引き抜かれ、メモリ
セルのしきい値電圧は低くなる。このしきい値電圧の低
い状態が消去状態である。一方、メモリセルへのデータ
の書込みは、制御ゲートおよびドレインに正電圧を印加
し、ドレイン接合表面近傍でホットエレクトロンを発生
させて、浮遊ゲートに電子を注入することによって行わ
れる。この操作によりメモリセルのしきい値電圧は高く
なる。このしきい値電圧の高い状態が書込み状態であ
る。上記従来公知のNOR型フラッシュメモリは、チッ
プ全体または一部のまとまりのある領域のメモリセルを
一括して消去する機能を持ち、またソース配線を全ビッ
ト共通とした回路構成とすることにより面積の低減を実
現している。
In a NOR flash memory, data in a memory cell is erased by applying a negative voltage to a control gate and a positive voltage to a source. At this time, a tunnel phenomenon between the source and the floating gate causes electrons accumulated in the floating gate to be drawn out to the source side, and the threshold voltage of the memory cell decreases. This state where the threshold voltage is low is the erased state. On the other hand, data writing to a memory cell is performed by applying a positive voltage to the control gate and the drain, generating hot electrons near the drain junction surface, and injecting electrons into the floating gate. This operation increases the threshold voltage of the memory cell. The state where the threshold voltage is high is the write state. The conventionally known NOR type flash memory has a function of collectively erasing memory cells in a whole or part of a coherent area of a chip, and has a circuit configuration in which a source wiring is common to all bits to reduce the area. Reduction has been achieved.

【0004】これに対して、例えば、特開平6−774
37号公報に記載されているようなAND型フラッシュ
メモリと呼ばれる不揮発性半導体記憶装置も知られてい
る。AND型フラッシュメモリにおいては、図37に示
すように、メモリセルM11〜M24の制御ゲートをワ
ード線WLに接続するとともに、ドレインを、拡散層で
形成されるサブデータ線に接続した上でドレイン選択M
OSトランジスタTB1,TB2を介して金属配線で形
成されるデータ線BL1,BL2に接続し、ソースを、
拡散層で形成されるサブソース線に接続した上でそれぞ
れソース選択MOSトランジスタTS1,TS2を介し
て共通ソース線SLに接続した構成を有する。AND型
フラッシュメモリにおけるメモリセルへのデータの書込
み消去は、両方ともFowler−Nordheimトンネル現象
(以下「F−Nトンネル現象」と表記する)を用いて行
われる。
On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
There is also known a nonvolatile semiconductor memory device called an AND-type flash memory as described in Japanese Patent Publication No. 37-37. In the AND-type flash memory, as shown in FIG. 37, the control gates of the memory cells M11 to M24 are connected to the word lines WL, and the drains are connected to the sub-data lines formed by the diffusion layers. M
Connected to data lines BL1 and BL2 formed by metal wiring via OS transistors TB1 and TB2,
It is configured to be connected to a sub-source line formed of a diffusion layer and then connected to a common source line SL via source selection MOS transistors TS1 and TS2, respectively. Writing and erasing data to and from memory cells in an AND flash memory are both performed using the Fowler-Nordheim tunnel phenomenon (hereinafter referred to as "FN tunnel phenomenon").

【0005】AND型フラッシュメモリにおけるメモリ
セルのデータの消去は、制御ゲートに正電圧を印加し、
ソースとドレインを基板と同電位にすることにより行わ
れる。これにより、ゲート酸化膜を通してF−Nトンネ
ル現象が発生し、メモリセルのチャネル領域全面から浮
遊ゲートに電子が注入される。この注入により同一ワー
ド線上のメモリセルのしきい値電圧が高くなる。このし
きい値が高い状態が消去状態である。一方、メモリセル
へのデータの書込みは、制御ゲートに負電圧を加え、ド
レインには正電圧を加え、ソースを基板と同電位にする
ことにより行われる。これにより、ゲート酸化膜を通し
てF−Nトンネル現象が発生し、ドレイン拡散層と浮遊
ゲートのオーバーラップ領域(ドレイン拡散層エッジ領
域)を介して電子が浮遊ゲートからドレイン拡散層側に
放出され、メモリセルのしきい値電圧が低い状態とな
る。このしきい値が低い状態が書込み状態である。この
方式では、F−Nトンネル現象により、トンネル電流と
いう微小電流を用いてデータの書換えを行うため、低消
費電力化に有効であり、単一電源化に有利である。な
お、NOR型フラッシュメモリおよびAND型フラッシ
ュメモリについては、「応用物理」 第65巻 第11
号(1996) 第1114頁〜第1124頁に詳細に
解説されている。
In erasing data from a memory cell in an AND flash memory, a positive voltage is applied to a control gate,
This is performed by setting the source and the drain to the same potential as the substrate. As a result, an FN tunnel phenomenon occurs through the gate oxide film, and electrons are injected into the floating gate from the entire channel region of the memory cell. This implantation increases the threshold voltage of the memory cells on the same word line. The state where the threshold value is high is the erase state. On the other hand, data writing to a memory cell is performed by applying a negative voltage to the control gate, applying a positive voltage to the drain, and setting the source to the same potential as the substrate. As a result, an FN tunnel phenomenon occurs through the gate oxide film, and electrons are emitted from the floating gate to the drain diffusion layer side through the overlap region (drain diffusion layer edge region) between the drain diffusion layer and the floating gate, and the memory The threshold voltage of the cell becomes low. The state where the threshold value is low is the write state. In this method, data is rewritten using a very small current called a tunnel current by the FN tunnel phenomenon, which is effective in reducing power consumption and advantageous in using a single power supply. The NOR flash memory and the AND flash memory are described in “Applied Physics” Vol. 65, No. 11
No. (1996), pp. 1114-124.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前者のNOR型フラッ
シュメモリでは、メモリセル構造が微細であるにもかか
わらず、書込み時の消費電流が大きく単一電源動作は困
難であった。すなわち、浮遊ゲートに電子を注入する動
作をホットエレクトロン注入方式により行っているの
で、注入効率が悪く大電流を供給する必要があった。例
えば3.3Vの単一電源では、この大電流を供給するの
に必要な昇圧回路の面積が増大するため、チップ面積の
低減化の障害となっていた。
In the former NOR type flash memory, although the memory cell structure is fine, current consumption at the time of writing is large and it is difficult to operate with a single power supply. That is, since the operation of injecting electrons into the floating gate is performed by the hot electron injection method, the injection efficiency is poor and a large current needs to be supplied. For example, with a single power supply of 3.3 V, the area of the booster circuit required to supply this large current increases, which has been an obstacle to reducing the chip area.

【0007】これに対して後者のAND型フラッシュメ
モリでは、 トンネル電流という微小電流を用いてデー
タの書換えを行うため、低消費電力化に有効であり、小
型携帯機器用途で必須となる低電圧化が可能である。ま
た、1本のワード線上のメモリセルを1つのセクターと
して、セクター単位で書込みおよび消去を行うため、小
規模単位の書換えが可能であり、かつファイル用途で必
須である書込み単位と消去単位が同一サイズであるとい
う利点を持っている。
On the other hand, in the latter AND type flash memory, data is rewritten by using a very small current called a tunnel current, which is effective in reducing power consumption and lowering the voltage required for small portable equipment. Is possible. In addition, since writing and erasing are performed in sector units using memory cells on one word line as one sector, rewriting in small units is possible, and the writing unit and erasing unit that are essential for file use are the same. It has the advantage of being a size.

【0008】また、前述したようにAND型フラッシュ
メモリは、データ線とソース線が階層化されており、拡
散層で形成されるサブデータ線またはサブソース線に接
続した上で金属配線で形成されるグローバルデータ線ま
たは共通ソース線に接続されている。このグローバルデ
ータ線へのコンタクトホール数の低減により、実効的な
セル面積の低減が可能であり、微細化による低コスト化
を図ることができる。このように、AND型フラッシュ
メモリは単一電源化、セクター書換え、コンタクトホー
ル低減などの利点を持つセルアレイであるといえる。
As described above, in the AND type flash memory, data lines and source lines are hierarchized, and are formed by metal wiring after being connected to sub data lines or sub source lines formed by diffusion layers. Connected to a global data line or a common source line. By reducing the number of contact holes to the global data line, the effective cell area can be reduced, and the cost can be reduced by miniaturization. Thus, it can be said that the AND type flash memory is a cell array having advantages such as a single power supply, sector rewriting, and reduction of contact holes.

【0009】しかし、従来のAND型フラッシュメモリ
の書込み動作では、制御ゲートに負電圧を加えソース線
をオープン状態としドレイン拡散層に正電圧を加えて行
うため、ドレイン端の高電界領域においてバンド間トン
ネル現象が生じて電子正孔対が発生し、この内の正孔が
チャネル水平方向の電界により加速されてゲート酸化膜
に注入される。書き換え回数が増加してくると正孔の注
入量も増加し、メモリセルのリテンション特性やディス
ターブ特性などの劣化として表れる。また、高速書込み
を実現するためには、浮遊ゲートとドレイン拡散層との
オーバーラップ領域を充分とり、トンネル電流を確保す
る必要があった。このためメモリセルには、ゲートと拡
散層のオーバーラップ領域として常に0.1ミクロン程
度必要となり微細化に限界があった。
However, in the write operation of the conventional AND type flash memory, a negative voltage is applied to the control gate to open the source line, and a positive voltage is applied to the drain diffusion layer. Tunneling occurs and electron-hole pairs are generated. Holes in the holes are accelerated by an electric field in the horizontal direction of the channel and injected into the gate oxide film. As the number of times of rewriting increases, the amount of injected holes also increases, which appears as deterioration of retention characteristics and disturb characteristics of memory cells. Also, in order to realize high-speed writing, it is necessary to secure a sufficient overlap region between the floating gate and the drain diffusion layer to secure a tunnel current. For this reason, a memory cell always needs to be about 0.1 μm as an overlap region between a gate and a diffusion layer, and there is a limit to miniaturization.

【0010】そこで本発明の目的は、電気的に書換え可
能な不揮発性半導体記憶装置において、上記AND型メ
モリアレイ構造を有し、微細化に適し、かつ正孔の酸化
膜注入によるメモリセル劣化がおこらない動作方式を備
えた不揮発性半導体記憶装置を提供することにある。同
時に、メモリセルのデータ保持特性やディスターブ特性
の改善と過消去の防止のためのしきい値電圧高精度制御
法、高速かつ高信頼な書込み動作方式、および大容量化
を実現するための多値メモリセルを備えた半導体記憶装
置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device having the above-mentioned AND type memory array structure, suitable for miniaturization, and having a memory cell deterioration caused by injection of a hole oxide film. An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device having an operation method that does not occur. At the same time, a high-precision threshold voltage control method for improving data retention characteristics and disturb characteristics of memory cells and preventing over-erasing, a high-speed and highly reliable writing operation method, and a multi-value system for realizing a large capacity. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device including a memory cell.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次のような手段を具備している。すな
わち、本発明の半導体記憶装置は、メモリセルの書込み
および消去を、ゲート端子に正および負の電圧を加え、
チャネル全面を介して電子の注入および引抜きを行うこ
とにより実現する動作方式を備えたものであり、特にデ
ータ線とソース線の間に接続されたメモリセルに対して
並列に1個または複数個のMOSトランジスタまたはメ
モリセルと同一構成のダミーメモリセルが接続される。
このMOSトランジスタやダミーメモリセルを介してソ
ース端子の充電および放電が行われるため、同一ワード
線上の非選択メモリセルにおいてホットエレクトロン注
入が起きず、しきい値電圧が変化してしまうことが無く
なる。
The present invention has the following means in order to achieve the above object. That is, the semiconductor memory device of the present invention performs writing and erasing of a memory cell by applying positive and negative voltages to a gate terminal,
An operation system realized by injecting and extracting electrons through the entire surface of the channel is provided. In particular, one or a plurality of memory cells connected between a data line and a source line are connected in parallel. A dummy memory cell having the same configuration as the MOS transistor or the memory cell is connected.
Since the source terminal is charged and discharged via the MOS transistor and the dummy memory cell, hot electrons are not injected into the non-selected memory cells on the same word line, and the threshold voltage does not change.

【0012】また、本発明の半導体記憶装置は、書込み
時のゲート正電圧を2段階に昇圧するようにしている。
この構成によれば、同一ワード線上の非選択メモリセル
のチャネルにはソース線を充電する電流が流れるがゲー
ト電圧が低いため、ホットエレクトロン注入によるしき
い値電圧の変化が生じない。また、本発明の半導体記憶
装置は、メモリセルの消去を行う際、対象となる全ての
メモリセルのしきい値電圧が第1の電圧以下となるまで
ゲートに負電圧を印加する第1の消去と、その後しきい
値電圧が第2の電圧以下であるメモリセルに対してゲー
トに正電圧を印加して書き戻しを行う第2の消去の2段
階で行う動作方式を備えている。これにより、消去後の
しきい値のばらつきを書込み後のしきい値のばらつきと
同程度に抑えることができる。
Further, in the semiconductor memory device of the present invention, the gate positive voltage at the time of writing is boosted in two stages.
According to this configuration, the current for charging the source line flows through the channel of the non-selected memory cell on the same word line, but the gate voltage is low, so that the threshold voltage does not change due to hot electron injection. Further, in the semiconductor memory device of the present invention, when erasing a memory cell, a first erase is performed by applying a negative voltage to the gate until the threshold voltages of all target memory cells become equal to or lower than the first voltage. And a second erasing operation in which a positive voltage is applied to the gate of the memory cell whose threshold voltage is equal to or lower than the second voltage to perform a write-back operation. Thus, the variation in the threshold value after erasing can be suppressed to the same level as the variation in the threshold value after writing.

【0013】さらに、本発明の半導体記憶装置は、半導
体記憶装置においてメモリセルの書込みを行う際、書込
み動作を複数回に分け、回数の増加にともなって選択メ
モリセルのデータ線電圧を下げていく動作方式を備えて
いる。これにより、書込み速度が早いメモリセルに対し
て過剰な電界が加わることがなくなり、また、書き込み
にくいメモリセルに対してはさらに高電界で書込みを行
うため、高速で信頼性の高い書込みが可能になる。ま
た、本発明の半導体記憶装置は、1センスラッチを2本
以上のデータ線で共有する構成,1本のデータ線を2本
のサブデータ線で共有する構成をとることにより、メモ
リセルの微細化に対してもレイアウトが可能になる。ま
た、本発明の半導体記憶装置は、1メモリセルに2ビッ
トもしくはそれ以上の情報を書込むことができ、かつそ
の情報を読出すことができる手段を備えている。これに
より大容量の半導体記憶装置が可能になる。
Further, in the semiconductor memory device of the present invention, when writing data to a memory cell in the semiconductor memory device, the write operation is divided into a plurality of operations, and the data line voltage of the selected memory cell is reduced as the number of times increases. It has an operation method. As a result, an excessive electric field is not applied to a memory cell having a high writing speed, and writing is performed with a higher electric field to a memory cell which is difficult to write, so that high-speed and highly reliable writing can be performed. Become. Further, the semiconductor memory device of the present invention has a configuration in which one sense latch is shared by two or more data lines, and a configuration in which one data line is shared by two sub-data lines, thereby miniaturizing a memory cell. Layout becomes possible even for Further, the semiconductor memory device of the present invention has means capable of writing two or more bits of information in one memory cell and reading the information. This enables a large-capacity semiconductor memory device.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を詳細に説明する。 (第1の実施例)まず、本発明の第1の実施例を、図1
〜図3を用いて説明する。図1は第1の実施例における
回路構成図である。同図に示した回路構成図は、4個の
メモリセルをそれぞれ2本のワード線W1,W2および
データ線D1,D2を用いてアレイ構成としたものであ
るが、メモリセルの個数またはワード線およびデータ線
の本数は、本実施例に限定されるものではなく、任意の
個数、任意の本数を取り得ることはいうまでもない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit configuration diagram in the first embodiment. In the circuit configuration diagram shown in FIG. 3, four memory cells are arranged in an array using two word lines W1 and W2 and data lines D1 and D2, respectively. The number of data lines and the number of data lines are not limited to the present embodiment, and it goes without saying that any number and any number of data lines can be taken.

【0015】図1に示すように、本実施例では、データ
線とソース線の間に接続されたメモリセルM11〜M1
2,M21〜M22に対して並列にMOSトランジスタ
TR1,TR2が接続されている。同図において、WD
はワードデコーダ、D1およびD2はデータ線、W1お
よびW2はワード線、ELはウェル配線、CSは共通ソ
ース線、SDはドレイン側スイッチMOSトランジスタ
を制御するゲート信号線、SSはソース側スイッチMO
Sトランジスタを制御するゲート信号線、SVは、ソー
スドレイン同電位MOSトランジスタを制御するゲート
信号線、DCはデータ線ディスチャージMOSトランジ
スタを制御するゲート信号線である。なお、メモリセル
に対して並列に接続されたMOSトランジスタを介して
各データ線がソース線に接続されている不揮発性半導体
回路そのものに関する発明は本出願人によって特願平5
−140329号(特開平6−349289号公報参
照)として先に出願されている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, memory cells M11 to M1 connected between a data line and a source line are provided.
2, MOS transistors TR1 and TR2 are connected in parallel to M21 to M22. In the figure, WD
Is a word decoder, D1 and D2 are data lines, W1 and W2 are word lines, EL is a well wiring, CS is a common source line, SD is a gate signal line for controlling a drain-side switch MOS transistor, and SS is a source-side switch MO.
A gate signal line for controlling an S transistor, SV is a gate signal line for controlling a source-drain equipotential MOS transistor, and DC is a gate signal line for controlling a data line discharge MOS transistor. The invention of the non-volatile semiconductor circuit itself in which each data line is connected to the source line via a MOS transistor connected in parallel to the memory cell is disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application No. Hei.
No. 140,329 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-349289).

【0016】次に、図1の回路構成におけるメモリセル
への書込み動作を説明する。図2は、図1中の1つのメ
モリセル、例えば、ワード線W1上のメモリセルM11
に書込みを行う場合のタイミング例を示すタイミングチ
ャート図である。同図に示すように、メモリセルM11
にデータの書込みを行う際には、データ線D1の電圧を
接地電圧とし、ワード線W1を正の高電圧VWW例えば
15Vとする。ゲート信号線SSは0Vとし、ソース線
S1、S2を開放状態とする。この場合、同一ワード線
W1上に存在する非選択メモリセルM21にも制御ゲー
トに正の高電圧VWWが印加されるため、M21のソー
スとドレインに書込み阻止電圧を加えて書込みを阻止す
る必要があり、そのためにデータ線D2に書込み阻止電
圧として例えば5Vを印加する。
Next, a write operation to a memory cell in the circuit configuration of FIG. 1 will be described. FIG. 2 shows one memory cell in FIG. 1, for example, a memory cell M11 on a word line W1.
FIG. 9 is a timing chart showing an example of timing when writing is performed to the memory. As shown in FIG.
When writing data to the memory cell, the voltage of the data line D1 is set to the ground voltage, and the word line W1 is set to a positive high voltage VWW, for example, 15V. The gate signal line SS is set to 0 V, and the source lines S1 and S2 are opened. In this case, since the positive high voltage VWW is applied to the control gate also to the unselected memory cell M21 existing on the same word line W1, it is necessary to prevent writing by applying a write blocking voltage to the source and drain of M21. For this purpose, for example, 5 V is applied to the data line D2 as a write blocking voltage.

【0017】非選択メモリセルM21のデータ線D2に
書込み阻止電圧(例えば5V)を加えた後(a)、ゲー
ト信号線SDに電圧(例えば7V)を印加する(b)。
その後、ゲート信号線SVに電圧(例えば7V)を印加
してMOSトランジスタTR1およびTR2をON状態
とすることによって、データ線D2の電圧(例えば5
V)からMOSトランジスタTR2を介してソース線S
2の充電を行なう(c)。この動作により、データ線D
2とソース線S2の電位が等しくなる。データ線D2と
ソース線S2の電位が等しくなった後に、ワード線W1
をVWWまで昇圧し選択メモリセルM11の浮遊ゲート
に電子の注入を行う(d)。このとき非選択メモリセル
のデータ線D2およびソース線S2にはともに書込み阻
止電圧(例えば5V)が印加されているため、非選択メ
モリセルM21への書込みは行われない。
After a write blocking voltage (for example, 5 V) is applied to the data line D2 of the non-selected memory cell M21 (a), a voltage (for example, 7 V) is applied to the gate signal line SD (b).
Thereafter, a voltage (for example, 7 V) is applied to the gate signal line SV to turn on the MOS transistors TR1 and TR2, whereby the voltage of the data line D2 (for example, 5
V) via the MOS transistor TR2 to the source line S
2 is charged (c). By this operation, the data line D
2 and the potential of the source line S2 become equal. After the potentials of the data line D2 and the source line S2 become equal, the word line W1
Is boosted to VWW, and electrons are injected into the floating gate of the selected memory cell M11 (d). At this time, since the write inhibit voltage (for example, 5 V) is applied to both the data line D2 and the source line S2 of the unselected memory cell, writing to the unselected memory cell M21 is not performed.

【0018】電子の注入を停止する際にはワード線W1
を接地電圧とした後(e)、ゲート信号線SDを下げて
ドレイン選択MOSトランジスタをOFF状態とし、ゲ
ート信号線SSとゲート信号線DCに電圧を印加し、ソ
ース選択MOSトランジスタとディスチャージMOSト
ランジスタをON状態にし、ソース線およびデータ線に
蓄積された電荷を引抜く(f)。その際もMOSトラン
ジスタTR1およびTR2はON状態のままであり、メ
モリセルに過渡電流が流れることを防止している。この
ようにソース端子の充電および放電がソース選択MOS
トランジスタとディスチャージMOSトランジスタを介
して行われ、またその際メモリセルに対して並列に設け
られたMOSトランジスタTR1およびTR2もON状
態を保っているので、非選択のメモリセルにおいてホッ
トエレクトロン注入が生じず、しきい値電圧は変化しな
い。
When stopping the injection of electrons, the word line W1
(E), the gate signal line SD is lowered to turn off the drain selection MOS transistor, a voltage is applied to the gate signal line SS and the gate signal line DC, and the source selection MOS transistor and the discharge MOS transistor are turned on. The state is turned on, and the electric charges accumulated in the source line and the data line are extracted (f). At this time, the MOS transistors TR1 and TR2 are kept ON to prevent a transient current from flowing through the memory cell. As described above, the charge and discharge of the source terminal are performed by the source selection MOS
This is performed via the transistor and the discharge MOS transistor. At that time, since the MOS transistors TR1 and TR2 provided in parallel with the memory cell also keep the ON state, hot electron injection does not occur in the unselected memory cell. , The threshold voltage does not change.

【0019】図3は、書込み後のしきい値電圧と消去後
のしきい値電圧がともに正電圧である場合の動作を説明
するための図であり、(a)はその場合の電圧条件例
を、(b)は書込み後および消去後のしきい値分布状態
をそれぞれ示している。また、図4は、書込み後のしき
い値電圧が正電圧かつ消去後のしきい値電圧が負電圧で
ある場合の動作を説明するための図であり、(a)はそ
の場合の電圧条件例を、(b)は書込み後および消去後
のしきい値分布状態をそれぞれ示している。なお、図3
(b)と図4(b)のメモリセルしきい値電圧分布例に
おいて、縦軸はしきい値電圧を示し、横軸はそのしき値
を有するメモリセルの個数を示している。
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the operation when the threshold voltage after writing and the threshold voltage after erasing are both positive voltages. FIG. 3A shows an example of voltage conditions in that case. (B) shows the threshold distribution after writing and after erasing, respectively. FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the operation when the threshold voltage after writing is a positive voltage and the threshold voltage after erasing is a negative voltage, and FIG. In the example, (b) shows a threshold distribution state after writing and after erasing, respectively. Note that FIG.
In the memory cell threshold voltage distribution examples of FIG. 4B and FIG. 4B, the vertical axis indicates the threshold voltage, and the horizontal axis indicates the number of memory cells having the threshold value.

【0020】(第2の実施例)本発明の第2の実施例
は、前述した第1の実施例における通常のMOSトラン
ジスタTR1およびTR2の代わりに、メモリアレイを
構成している不揮発性メモリセルと同一構成のMOSト
ランジスタを用いるようにしたものである。図5に本発
明の第2の実施例の構成例を示す。同図において、ソー
スドレイン同電位MOSトランジスタとしてメモリセル
M11〜M22と同様な構造のMOSトランジスタMT
R1およびMTR2を用いている。本実施例の場合に
は、メモリアレイ中の1ワード線または複数ワード線に
接続された通常のメモリセルをデータ線とソース線を同
電位にするためのソースドレイン同電位MOSトランジ
スタとして使用できるため、それらを別個に製造する場
合より製造プロセスが簡単化され、また、図1に示した
MOSトランジスタTR1およびTR2をメモリアレイ
用のメモリセルと別途に設ける構成よりも占有面積を低
減することができる。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention is directed to a nonvolatile memory cell forming a memory array instead of the ordinary MOS transistors TR1 and TR2 in the first embodiment. In this case, a MOS transistor having the same configuration as that described above is used. FIG. 5 shows a configuration example of the second embodiment of the present invention. In the figure, a MOS transistor MT having the same structure as the memory cells M11 to M22 as a source / drain same potential MOS transistor
R1 and MTR2 are used. In the case of the present embodiment, a normal memory cell connected to one word line or a plurality of word lines in the memory array can be used as a source-drain equipotential MOS transistor for setting the data line and the source line to the same potential. The manufacturing process is simplified as compared with the case where they are manufactured separately, and the occupied area can be reduced as compared with the configuration in which MOS transistors TR1 and TR2 shown in FIG. 1 are provided separately from the memory cells for the memory array. .

【0021】(第3の実施例)本発明の第3の実施例を
図6の構成図および図7のタイミングチャート図を用い
て説明する。本実施例では、図6にその構成を示すよう
に、第1の実施例や第2の実施例のようなソースとドレ
インを同電位にするためにメモリセルと並列に接続され
たMOSトランジスタ(図1のTR1,TR2、図5の
MTR1,MTR2)および該MOSトランジスタのゲ
ートを制御するためのゲート信号線(SV)を不要にし
たものである。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to the configuration diagram of FIG. 6 and the timing chart of FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a MOS transistor (parallel to a memory cell) connected in parallel with a memory cell to make the source and the drain have the same potential as in the first embodiment and the second embodiment. This eliminates the need for TR1 and TR2 in FIG. 1, MTR1 and MTR2 in FIG. 5, and a gate signal line (SV) for controlling the gate of the MOS transistor.

【0022】本実施例は、メモリセル浮遊ゲートへの電
子注入時に、ゲート電圧を2段階に昇圧する動作手段を
備えたことを特徴としている。以下、本実施例におい
て、例えば、ワード線W1上のメモリセルM11に書込
みを行う場合の動作を詳細に説明する。図7は、そのと
きのタイミングチャート図である。メモリセルM11に
データの書込みを行う場合には、データ線D1の電圧を
接地電圧とし、ワード線W1を正の高電圧例えば15V
とする。ゲート信号線SSは0Vとし、ソース線S1お
よびS2を開放状態とする。ここで同一ワード線上に存
在する非選択メモリセルM21にも制御ゲートに15V
が印加されるため、M21のソースとドレインに書込み
阻止電圧を加える必要がある。メモリセルへのデータの
書込みは、制御ゲートに正電圧を印加し、浮遊ゲートに
電子を注入することで行われる。
This embodiment is characterized in that there is provided operating means for increasing the gate voltage in two stages when electrons are injected into the memory cell floating gate. Hereinafter, in this embodiment, for example, an operation when writing to the memory cell M11 on the word line W1 will be described in detail. FIG. 7 is a timing chart at that time. When writing data to the memory cell M11, the voltage of the data line D1 is set to the ground voltage, and the word line W1 is set to a positive high voltage, for example, 15V.
And The gate signal line SS is set to 0 V, and the source lines S1 and S2 are opened. Here, 15V is also applied to the control gate of the unselected memory cell M21 existing on the same word line.
Is applied, it is necessary to apply a write blocking voltage to the source and drain of M21. Writing data to a memory cell is performed by applying a positive voltage to the control gate and injecting electrons into the floating gate.

【0023】以下、順を追って動作を説明する。選択メ
モリセルM11のワード線W1をVEW1に昇圧し、ド
レイン選択MOSトランジスタのゲート電圧SDを7V
程度に昇圧した後(a)、非選択メモリセルM21のデ
ータ線D2に書込み阻止電圧例えば5Vを印加する
(b)。このときVWW1はワード線W1上のメモリセ
ルを全てONさせるのに充分な電圧であり、かつ書込み
阻止電圧をソース線に充電するのに充分な電圧例えば7
Vである。またドレイン選択MOSトランジスタのゲー
ト電圧SDも書込み阻止電圧をメモリセルのドレインに
印加するのに十分な電圧とする。
The operation will be described below step by step. The word line W1 of the selected memory cell M11 is boosted to VEW1, and the gate voltage SD of the drain selection MOS transistor is increased to 7V.
After the voltage is boosted to about (a), a write blocking voltage, for example, 5 V is applied to the data line D2 of the non-selected memory cell M21 (b). At this time, VWW1 is a voltage sufficient to turn on all the memory cells on the word line W1, and a voltage sufficient to charge the source line with the write inhibit voltage, for example, 7
V. Also, the gate voltage SD of the drain selection MOS transistor is set to a voltage sufficient to apply the write blocking voltage to the drain of the memory cell.

【0024】非選択メモリセルのデータ線D2に書込み
阻止電圧(例えば5V)を印加すると、ワード線W1上
に接続されたメモリセルは全てON状態であるため、メ
モリセルM21を介してデータ線D2からソース線S2
に電荷を充電する。このとき、選択メモリセルのデータ
線D1は接地電圧が加えられ、ドレイン選択MOSトラ
ンジスタとメモリセルを介してソース線S1にも接地電
位が加えられる(c)。
When a write inhibit voltage (for example, 5 V) is applied to the data line D2 of the non-selected memory cell, all the memory cells connected on the word line W1 are in the ON state, so that the data line D2 is connected via the memory cell M21. From the source line S2
To charge. At this time, the ground voltage is applied to the data line D1 of the selected memory cell, and the ground potential is also applied to the source line S1 via the drain selection MOS transistor and the memory cell (c).

【0025】ソース線への充電が終了した後、ワード線
W1の電圧をVWWとする。ワード線にVWWが印加さ
れている間に選択メモリセルの浮遊ゲートに電子が注入
され、データの書込みが行われる(d)。電子の注入を
停止する際にはワード線W1を接地電圧とした後
(e)、ゲート信号線SDを下げてドレイン選択MOS
トランジスタをOFF状態とし、ソース選択MOSトラ
ンジスタのゲート信号線SSとディスチャージMOSト
ランジスタのゲート信号線DCに例えば7Vを印加して
それぞれソース線およびデータ線に蓄積された電荷を引
抜く(f)。その後、ゲート信号線SDを下げる
(g)。
After the charging of the source line is completed, the voltage of the word line W1 is set to VWW. While VWW is applied to the word line, electrons are injected into the floating gate of the selected memory cell, and data is written (d). When the injection of electrons is stopped, the word line W1 is set to the ground voltage (e), and then the gate signal line SD is lowered to set the drain selection MOS.
The transistor is turned off, and, for example, 7 V is applied to the gate signal line SS of the source selection MOS transistor and the gate signal line DC of the discharge MOS transistor, and the electric charges stored in the source line and the data line, respectively, are extracted (f). Thereafter, the gate signal line SD is lowered (g).

【0026】上記動作方法によれば、非選択メモリセル
M21のチャネルにはソース線を充電するための電流が
流れるが、ゲート電圧が低いため、ホットエレクトロン
注入によるしきい値電圧の変化は抑制される。書込みを
複数回に分けて行う場合、各書込みパルス毎に、ソース
線を充電する必要があり、その充電時間が書込みをわず
かに遅くする。しかし、ディスターブによって非選択メ
モリセルのしきい値電圧が変化することは深刻な問題で
あり、本実施例によると、わずかな書込み時間の増加で
ディスターブを回避することができ、実用上の効果が大
きい。
According to the above-described operation method, a current for charging the source line flows through the channel of the non-selected memory cell M21. However, since the gate voltage is low, a change in the threshold voltage due to hot electron injection is suppressed. You. When writing is performed in a plurality of times, it is necessary to charge the source line for each writing pulse, and the charging time slightly slows down the writing. However, it is a serious problem that the threshold voltage of the unselected memory cell changes due to the disturb, and according to the present embodiment, the disturb can be avoided with a slight increase in the writing time, and the practical effect is reduced. large.

【0027】(第4の実施例)本発明の第4の実施例を
図8〜図12を用いて説明する。第4の実施例における
回路は、図8に示すように、不揮発性半導体メモリセル
M11〜Mnm、ワード線W1〜Wm、データ線D1〜
Dn、ワードデコーダWD、ドレイン選択MOSトラン
ジスタゲート信号線SD、ソース選択MOSトランジス
タゲート信号線SS、プリチャージ信号PC、データ線
とセンス部のトランスMOSトランジスタゲート信号線
WS、センスラッチSL1〜SLn、消去終了検出信号
線CC1、書込み終了信号線CC2、データ線ディスチ
ャージMOSトランジスタゲート信号線DCおよび共通
ソース線CSによって構成されている。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the circuit in the fourth embodiment includes nonvolatile semiconductor memory cells M11 to Mnm, word lines W1 to Wm, and data lines D1 to Dm.
Dn, word decoder WD, drain selection MOS transistor gate signal line SD, source selection MOS transistor gate signal line SS, precharge signal PC, data line and transformer MOS transistor gate signal line WS of the sense section, sense latches SL1 to SLn, erase It comprises an end detection signal line CC1, a write end signal line CC2, a data line discharge MOS transistor gate signal line DC, and a common source line CS.

【0028】第4の実施例におけるメモリセルしきい値
電圧分布例を図9に示す。従来、消去状態のしきい値電
圧分布のばらつきは、書込み状態のしきい値電圧分布の
ばらつきと比較して大きい。それは以下の理由による。
書込みを行う際には書込み対象のメモリセルだけに書込
み電圧が印加され、ビット毎にしきい値検証が行われ、
書込みの終了したメモリセルにはそれ以上の書込み電圧
が印加されないため、しきい値電圧のばらつきが小さ
い。それに対して、消去の場合は、ワード線単位で行わ
れ、消去対象のすべてのメモリセルが所定のしきい値電
圧以下になるまで消去電圧が印加される。このため、消
去前のメモリセルのしきい値電圧ばらつきおよびメモリ
セル消去特性のばらつきが消去後のしきい値電圧ばらつ
きに反映される。
FIG. 9 shows an example of a memory cell threshold voltage distribution in the fourth embodiment. Conventionally, the variation in the threshold voltage distribution in the erased state is larger than the variation in the threshold voltage distribution in the written state. It is for the following reasons.
When writing, a write voltage is applied only to the memory cell to be written, and threshold verification is performed for each bit,
Since no further write voltage is applied to the memory cell for which the write operation has been completed, the variation in threshold voltage is small. On the other hand, erasing is performed in units of word lines, and an erasing voltage is applied until all memory cells to be erased have a predetermined threshold voltage or less. Therefore, the variation in the threshold voltage of the memory cell before erasing and the variation in the erasing characteristics of the memory cell are reflected in the variation in the threshold voltage after erasing.

【0029】それを防ぐために、同じワード線上に存在
するメモリセルを一括消去しようとすると、トンネル電
流のばらつきのため消去時間がばらつき、最も早く消去
されたメモリセルには過剰に消去電圧が印加されること
になり、そのしきい値電圧が負になってしまうという別
の問題が生じる。これに対して、第4の実施例における
メモリセルしきい値電圧分布は、消去状態のしきい値電
圧分布が、書込み状態のしきい値電圧分布と同程度のば
らつきに抑制されるという特徴を持っている。本実施例
では、そのために図10に示すように第1の消去動作と
第2の消去動作を行う手段を設けている。
In order to prevent this, if the memory cells existing on the same word line are to be erased collectively, the erase time varies due to the variation of the tunnel current, and an excessive erase voltage is applied to the memory cell erased first. This causes another problem that the threshold voltage becomes negative. On the other hand, the memory cell threshold voltage distribution in the fourth embodiment is characterized in that the threshold voltage distribution in the erased state is suppressed to about the same variation as the threshold voltage distribution in the written state. have. In this embodiment, means for performing the first erasing operation and the second erasing operation is provided as shown in FIG.

【0030】まず、ワード線に負電圧を印加し、前記ワ
ード線に接続されている全てのメモリセルのしきい値電
圧が、第1の電圧VEV1以下になるまで消去電圧を加
える。これを第1の消去動作とする。第1の消去動作終
了後のしきい値電圧分布を図10(a)に示す。第1の
消去動作に引き続き、第2の消去動作のための読出し動
作が行われる。この読出し動作で、しきい値電圧が第2
の電圧VEV2より低いメモリセル(図10(b)の斜
線部:領域1にあるメモリセル)を選択し、領域1にあ
るメモリセルに対して書戻しが行われる。第2の消去動
作は制御ゲートに正電圧を印加し、領域1に存在するメ
モリセルのデータ線に接地電圧を印加し、一方領域2
(しきい値電圧がVEV2以上でVEV1以下の領域)
に存在するメモリセルのデータ線には書込み阻止電圧を
印加する。これを第2の消去動作とする。第2の消去動
作終了後のしきい値電圧分布を図10(c)に示す。こ
れは、第4の実施例によれば、消去動作終了後のしきい
値電圧分布のばらつきを小さくできることを示してい
る。
First, a negative voltage is applied to a word line, and an erase voltage is applied until the threshold voltages of all the memory cells connected to the word line become equal to or lower than the first voltage VEV1. This is referred to as a first erase operation. FIG. 10A shows the threshold voltage distribution after the completion of the first erase operation. Subsequent to the first erase operation, a read operation for the second erase operation is performed. In this read operation, the threshold voltage becomes the second
Is selected (the hatched portion in FIG. 10B: the memory cell in the area 1), and the memory cell in the area 1 is written back. In the second erase operation, a positive voltage is applied to the control gate, a ground voltage is applied to the data line of the memory cell existing in the area 1, and
(A region where the threshold voltage is equal to or higher than VEV2 and equal to or lower than VEV1)
Is applied to the data line of the memory cell existing in the memory cell. This is a second erasing operation. FIG. 10C shows the threshold voltage distribution after the completion of the second erase operation. This indicates that the variation of the threshold voltage distribution after the end of the erase operation can be reduced according to the fourth embodiment.

【0031】上記第1の消去動作と第2の消去動作のタ
イミングチャートの具体例を図11および図12にそれ
ぞれ示す。まず、図11に従って、第1の消去について
説明する。ここでは、例えば、ワード線W1上のメモリ
セルについて消去を行う動作について述べる。消去モー
ドが選択されるとワードデコーダWDによりワード線W
1が選択され負電圧VEWが出力される。このときソー
スとドレインは接地電位である(a)。
FIGS. 11 and 12 show specific examples of timing charts of the first erasing operation and the second erasing operation, respectively. First, the first erasure will be described with reference to FIG. Here, for example, an operation of erasing a memory cell on the word line W1 will be described. When the erase mode is selected, the word line W is set by the word decoder WD.
1 is selected and the negative voltage VEW is output. At this time, the source and the drain are at the ground potential (a).

【0032】消去パルスが印加される毎にしきい値電圧
検証動作が行われ、ワード線W1上にしきい値電圧がV
EV1以上のメモリセルが1つでも存在する場合、セン
スラッチSL1〜SLnで増幅した結果このメモリセル
に対応したノードDS1〜DSnが高レベルとなるの
で、対応するMOSトランジスタMS1〜MSnがON
状態となり書込み終了信号線CC2の電圧が下がる。こ
のため終了判定はNGとなって引き続き消去パルスが加
えられる(b)。ワード線W1上の全てのメモリセルの
しきい値電圧がVEV1以下になると、検証動作でワー
ド線W1上の全てのメモリセルがON状態となりノード
DS1〜DSnは全て低レベルとなるので、MOSトラ
ンジスタMS1〜MSnは全てOFF状態となり、書込
み終了信号線CC2は放電されないので終了判定はOK
となる(c)。
Each time an erase pulse is applied, a threshold voltage verifying operation is performed, and a threshold voltage of V
When at least one memory cell equal to or greater than EV1 exists, the nodes DS1 to DSn corresponding to the memory cell become high as a result of amplification by the sense latches SL1 to SLn, and the corresponding MOS transistors MS1 to MSn are turned on.
In this state, the voltage of the write end signal line CC2 drops. Therefore, the end determination is NG, and the erase pulse is continuously applied (b). When the threshold voltages of all the memory cells on the word line W1 become equal to or lower than VEV1, all the memory cells on the word line W1 are turned on by the verification operation and the nodes DS1 to DSn are all at a low level. Since all of MS1 to MSn are in the OFF state and the write end signal line CC2 is not discharged, the end determination is OK.
(C).

【0033】次に、図12に従って、第2の消去動作に
ついて説明する。第1の消去動作が終了後、まず第2の
消去動作のための読出し動作が行われる。本読出し動作
では、RSAL,RSARを活性化させ、ノードDS1
〜DSnおよびDB1〜DBnの電位を下げる(d)。
その後、ドレイン選択MOSトランジスタをON状態と
し、プリチャージ信号PCを活性化させて、MOSトラ
ンジスタMP1〜MPnをON状態とし、データ線D1
〜Dnにプリチャージを行う(e)。これによってデー
タ線D1〜Dnは所望のレベルに充電される。これと同
時またはこの後に、ワード線W1に第2の電圧VEV2
を出力する(f)。
Next, the second erase operation will be described with reference to FIG. After the end of the first erase operation, first, a read operation for the second erase operation is performed. In this read operation, RSAL and RSAR are activated and the node DS1 is activated.
To DSn and DB1 to DBn are lowered (d).
Thereafter, the drain selection MOS transistor is turned on, the precharge signal PC is activated, the MOS transistors MP1 to MPn are turned on, and the data line D1 is turned on.
To Dn (e). As a result, the data lines D1 to Dn are charged to a desired level. At the same time or after this, the second voltage VEV2 is applied to the word line W1.
Is output (f).

【0034】このとき、しきい値電圧がVEV2以下の
メモリセル例えばM21はON状態となっているので、
データ線D2は放電される。しきい値電圧がVEV2以
上のメモリセル例えばM11はOFF状態となっている
ので、データ線D1は充電されたままである。ここで、
WSを活性化させて、センスラッチとデータ線を接続
し、センスラッチSL1〜SLnを活性化すると、放電
されなかったデータ線のDB電位は接地電圧となり、ノ
ードDS電位が上昇する。この図では例えばノードDS
1は高レベルのままである。DB1は接地電圧となり、
DS1の電位は上昇し、センスラッチSL1からSLn
の電源電圧となる。またこのとき、放電されたデータ線
のノードDB電位およびDS電位は反対のレベルに増幅
される(g)。
At this time, since the memory cell whose threshold voltage is equal to or lower than VEV2, for example, M21, is in the ON state,
Data line D2 is discharged. Since the memory cell whose threshold voltage is equal to or higher than VEV2, for example, M11 is in the OFF state, the data line D1 remains charged. here,
When WS is activated to connect the sense latch to the data line and activate the sense latches SL1 to SLn, the DB potential of the undischarged data line becomes the ground voltage, and the node DS potential rises. In this figure, for example, node DS
1 remains at the high level. DB1 becomes the ground voltage,
The potential of DS1 rises, and the sense latches SL1 to SLn
Power supply voltage. At this time, the potential of the node DB and the potential of the DS of the discharged data line are amplified to opposite levels (g).

【0035】この時点で、しきい値電圧がVEV2以下
のメモリセルに接続されているDBの電位は高レベルで
あり、しきい値電圧がVEV2以上であるメモリセルに
接続されているDBの電位は接地電圧である(h)。こ
のためワード線W1上のメモリセルでしきい値電圧がV
EV2以下のものが存在すると、消去終了検出信号CC
1は接地電圧となり、終了判定はNGとなる。終了判定
がNGのときは、センスラッチの電源電圧を高くして、
所望の高レベルとなるようにノードDS1〜DSnの信
号を増幅する。この結果、図12の例ではノードDS1
およびDSnは高レベルとなり、ノードDS2は接地電
圧のままである(i)。高レベルとなったDS1および
DSnに対応するメモリセルはしきい値電圧がVEV2
以上であり、接地電圧となったDS2に対応するメモリ
セルのしきい値電圧はVEV2以下である。
At this point, the potential of the DB connected to the memory cell whose threshold voltage is equal to or lower than VEV2 is at a high level, and the potential of the DB connected to the memory cell whose threshold voltage is equal to or higher than VEV2. Is the ground voltage (h). Therefore, the threshold voltage of the memory cell on word line W1 is V
If there is one below EV2, the erase end detection signal CC
1 is the ground voltage, and the end determination is NG. When the end judgment is NG, the power supply voltage of the sense latch is raised,
The signals at the nodes DS1 to DSn are amplified to a desired high level. As a result, in the example of FIG.
And DSn attain a high level, and the node DS2 remains at the ground voltage (i). The memory cells corresponding to DS1 and DSn that have become high level have a threshold voltage of VEV2.
As described above, the threshold voltage of the memory cell corresponding to the ground voltage DS2 is equal to or lower than VEV2.

【0036】センスラッチSL1〜SLnを増幅するこ
とにより、しきい値電圧がVEV2より低いメモリセル
のデータ線には接地電位が与えられ、しきい値電圧がV
EV2より高いメモリセルのデータ線には高レベルの電
圧が与えられる(j)。これが書込み阻止電圧となる。
本実施例では、ワード線を2段階に昇圧する方式により
データ線とソース線を同電位した後、ワード線W1に書
込み電圧VWWを印加している(k)。ここで、データ
線とソース線を同電位にする方法として実施例1で述べ
たようなメモリセルと並列に接続されたMOSトランジ
スタまたはダミーメモリセルを用いてもよい。
By amplifying sense latches SL1 to SLn, a ground potential is applied to the data line of a memory cell having a threshold voltage lower than VEV2, and
A high level voltage is applied to the data line of the memory cell higher than EV2 (j). This is the write blocking voltage.
In the present embodiment, the write voltage VWW is applied to the word line W1 after the data line and the source line have the same potential by the method of boosting the word line in two stages (k). Here, as a method for setting the data line and the source line to the same potential, a MOS transistor or a dummy memory cell connected in parallel with the memory cell as described in the first embodiment may be used.

【0037】これにより、しきい値電圧がVEV2以下
のメモリセルにはゲートに正電圧、ソースとドレインに
接地電圧を与えるので浮遊ゲートへの電子の注入が行わ
れる。またしきい値電圧がVEV2以上のメモリセルに
はソースとドレインに書込み阻止電圧が印加されるた
め、浮遊ゲートへの電子注入はおこらない。このように
して、VEV2以下のメモリセルのみ、しきい値電圧を
高める(書戻し)ことができるのである。1回の書込み
パルスが加えられた後、DCを活性化してデータ線をデ
ィスチャージし、再度読出し動作が行われる(l)。ワ
ード線W1上の全てのメモリセルのしきい値電圧がVE
V2以上になるとDB1〜DBnが全て接地電圧とな
り、消去終了検出信号CC1が高レベルとなって、書戻
し終了と判定される(m)。
As a result, a positive voltage is applied to the gate and a ground voltage is applied to the source and drain of the memory cell whose threshold voltage is equal to or lower than VEV2, so that electrons are injected into the floating gate. In addition, since a write-blocking voltage is applied to the source and the drain of a memory cell having a threshold voltage of VEV2 or more, electrons are not injected into the floating gate. In this manner, the threshold voltage can be increased (write-back) only for the memory cells of VEV2 or less. After one write pulse is applied, DC is activated to discharge the data line, and the read operation is performed again (l). The threshold voltage of all memory cells on word line W1 is VE
When the voltage exceeds V2, all of DB1 to DBn become the ground voltage, the erase end detection signal CC1 becomes high level, and it is determined that the write-back is completed (m).

【0038】(第5の実施例)本発明の第5の実施例を
図13に示す。本実施例は、前述した第4の実施例にお
いて第2の電圧VEV2が第1の電圧VEV1より高い
場合の実施例である。図13(a)は第1の消去動作が
終了した状態を、図13(b)は第2の消去動作が終了
した状態を示す。本実施例では、消去対象の全てのメモ
リセルが、第2の消去動作の対象となる。
(Fifth Embodiment) FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment in the case where the second voltage VEV2 is higher than the first voltage VEV1 in the above-described fourth embodiment. FIG. 13A shows a state in which the first erase operation has been completed, and FIG. 13B shows a state in which the second erase operation has been completed. In this embodiment, all the memory cells to be erased are subjected to the second erase operation.

【0039】(第6の実施例)本発明の第6の実施例を
図14の回路構成および図15の動作電圧例に従って説
明する。メモリセルの書込み消去特性にはばらつきがあ
り、中には書込み速度の非常に早いメモリセルも存在す
る。これに対して従来では書込みを複数回に分け、書込
み初期のパルス幅を短くする方式が取られていた。しか
し、メモリセルの特性ばらつきが大きい場合、出力可能
なパルス幅ではメモリセルのしきい値電圧を制御できな
い可能性がある。
(Sixth Embodiment) A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the circuit configuration of FIG. 14 and an example of operating voltages of FIG. The write / erase characteristics of the memory cells vary, and some of the memory cells have a very high write speed. On the other hand, conventionally, a method has been adopted in which writing is divided into a plurality of times and the pulse width at the beginning of writing is shortened. However, when the characteristic variation of the memory cell is large, the threshold voltage of the memory cell may not be controlled with the pulse width that can be output.

【0040】パルス幅を可変にする方式に対して、パル
ス電圧を可変とする方式がある。このようなパルス電圧
を可変とする方式として、例えば、特開平8−1155
99号公報に記載されているように、書込みが進むとと
もに順次高電圧でパルス幅の長いパルスがワード線に印
加される可変ワード線書込み方式がある。この方式はワ
ード線に印加される高電圧パルスを変化させる必要があ
り、これを実現する回路は複雑であった。そこで、本実
施例では、書込みが進むとともに選択ビット線に印加さ
れるパルスを低電圧とする可変ビット線方式を提案す
る。この本方式によれば、電源電圧程度の範囲でビット
線電圧を可変とすればよいため、電圧可変回路が容易に
実現することができるという効果がある。図14の例で
は、4個のメモリセルM11〜M22をそれぞれ2本の
ワード線W1,W2およびデータ線D1,D2を用いて
アレイ構成としたものであるが、メモリセルの個数また
はワード線およびデータ線の本数は、これに限定される
ものではないことはいうまでもない。
There is a method in which the pulse voltage is made variable in contrast to a method in which the pulse width is made variable. As a method of making such a pulse voltage variable, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-1155
As described in JP-A-99-99, there is a variable word line writing method in which a pulse having a high voltage and a long pulse width is sequentially applied to a word line as writing proceeds. In this method, it is necessary to change a high voltage pulse applied to a word line, and a circuit for realizing this is complicated. Therefore, the present embodiment proposes a variable bit line system in which a pulse applied to a selected bit line is set to a low voltage as writing proceeds. According to this method, the voltage of the bit line may be made variable within the range of the power supply voltage, so that a voltage variable circuit can be easily realized. In the example of FIG. 14, four memory cells M11 to M22 are arranged in an array using two word lines W1 and W2 and data lines D1 and D2, respectively. It goes without saying that the number of data lines is not limited to this.

【0041】まず、書込みモードに入るとデータをK1
およびK2でラッチする。メモリセルに書込む場合のラ
ッチの出力電圧はVWD1であり、メモリセルに書込ま
ない場合の出力電圧はVNDである。この時、VWD1
はVNDより小さい。またメモリセルのドレインにビッ
ト線の電圧が加わるように、信号SDは高電圧V2例え
ば7Vとし、また第1の実施例および第2の実施例で説
明した方法でソース線をビット線と同電位とする。これ
によって、書込むメモリセルの制御ゲートと基板間には
VWWとVWD1の電圧差が加わることになり、これよ
りいくらか小さい電圧が浮遊ゲートと基板間に加わるこ
とになるので、浮遊ゲートに電荷を注入することにな
る。このときメモリセルにかかる電界は、書込みの最も
早いメモリセルのしきい値電圧制御が十分に行える程度
に小さいものとする。書込まないメモリセルには、VW
WとVWD1の電圧差よりも小さいVWWとVNDの電
圧差が加わるので電荷の注入がおこらない。
First, upon entering the write mode, data is transferred to K1.
And K2. The output voltage of the latch when writing to the memory cell is VWD1, and the output voltage when not writing to the memory cell is VND. At this time, VWD1
Is smaller than VND. The signal SD is set to a high voltage V2, for example, 7 V so that the voltage of the bit line is applied to the drain of the memory cell, and the source line is set to the same potential as the bit line by the method described in the first and second embodiments. And As a result, a voltage difference between VWW and VWD1 is applied between the control gate of the memory cell to be written and the substrate, and a somewhat smaller voltage is applied between the floating gate and the substrate. Will be injected. At this time, the electric field applied to the memory cell is small enough to sufficiently control the threshold voltage of the memory cell to which writing is performed earliest. VW is applied to the memory cells that are not written.
Since a voltage difference between VWW and VND that is smaller than the voltage difference between W and VWD1 is added, no charge injection occurs.

【0042】一定時間の間、この状態を続けた後に検証
を行う。この時は、ワード線をVWVとし、ビット線電
圧をV1とし、信号SDを高電圧V2とし、ゲート信号
線SSをV3として、メモリセル電流をK1およびK2
で検出し、書込みが終了したかどうかを判別する。も
し、例えばメモリセルM11のしきい値電圧が十分に高
くなっていた場合には書込み終了とし、これ以降K1に
VNDをラッチする。よってこれ以降は、このメモリセ
ルのデータ線には書込み阻止電圧VNDが印加される。
After this state is maintained for a certain period of time, verification is performed. At this time, the word line is set to VWV, the bit line voltage is set to V1, the signal SD is set to the high voltage V2, the gate signal line SS is set to V3, and the memory cell currents are set to K1 and K2.
To determine whether the writing has been completed. If, for example, the threshold voltage of the memory cell M11 is sufficiently high, the writing is terminated, and VND is latched in K1 thereafter. Therefore, thereafter, the write inhibit voltage VND is applied to the data line of this memory cell.

【0043】次の書込みサイクルでは選択データ線をV
WD2とする。このVWD2はVWD1に比べて低い電
圧である。この状態で、書込むメモリセルのワード線に
はVWWを印加し、書き込まないメモリセルおよびメモ
リセルM11のように書込みの終了したメモリセルのデ
ータ線にはVNDを印加する。これによって、書込むメ
モリセルの制御ゲートと基板間にはVWWとVWD1よ
り大きなVWWとVWD2の電圧差が加わることにな
り、VWWとVWD1の電圧差では長時間必要な書込み
にくいメモリセルも、より短い時間で書込みを行うこと
ができる。
In the next write cycle, the selected data line is set to V
WD2. This VWD2 is a lower voltage than VWD1. In this state, VWW is applied to the word line of the memory cell to which data is written, and VND is applied to the data line of the memory cell to which writing has been completed such as the memory cell to which data is not written and the memory cell M11. As a result, a voltage difference between VWW and VWD2, which is larger than VWW and VWD1, is applied between the control gate of the memory cell to be written and the substrate. Writing can be performed in a short time.

【0044】続く検証動作では前回の検証動作と同じ電
圧関係とし、個々のメモリセルが書き込まれたかどうか
を判別する。例えばメモリセルM21が書き込まれたと
すると、これ以降K2には書込み阻止電圧VNDがラッ
チされ、これ以降書込みが行われなくなる。次の書込み
サイクルでは、書込むメモリセルのデータ線にVWD3
を印加する。ここでVWD3はVWD2より小さい。こ
の状態で、書込むメモリセルのワード線にVWW、書込
みを行わないメモリセルおよびM11やM21のように
書込みの終了したメモリセルのデータ線にはVNDが印
加される。これによって書込むメモリセルの制御ゲート
と基板間にはVWWとVWD2よりさらに大きなVWW
とVWD3の電圧差が加わることになる。これによりV
WWとVWD2の電圧差でも書込みにくいメモリセルを
VWWとVWD3の電圧差でさらに高速に書込むことが
できる。
In the following verification operation, the same voltage relationship as in the previous verification operation is used, and it is determined whether or not each memory cell has been written. For example, if the memory cell M21 is written, the write block voltage VND is latched in K2 thereafter, and no further writing is performed. In the next write cycle, VWD3 is applied to the data line of the memory cell to be written.
Is applied. Here, VWD3 is smaller than VWD2. In this state, VWW is applied to the word line of the memory cell to be written, and VND is applied to the data line of the memory cell where writing is not performed and the memory cell where writing is completed such as M11 and M21. As a result, between the control gate of the memory cell to be written and the substrate, VWW and VWW larger than VWD2 are set.
And VWD3. This allows V
A memory cell that is difficult to write even with a voltage difference between WW and VWD2 can be written at a higher speed with a voltage difference between VWW and VWD3.

【0045】上記のように、書込みを複数回に分けて行
う際、回数の増加にともなって選択メモリセルのデータ
線電圧を下げていく動作方式によって、書込み速度の早
いメモリセルに対して過剰な電界が加わることを抑制で
きるとともに、書込みにくいメモリセルに対してさらに
高電界で書込みを行うため、高速かつ高信頼に書込みを
行うことができる。
As described above, when writing is performed in a plurality of times, the operation method of lowering the data line voltage of the selected memory cell with an increase in the number of times causes an excessive amount of memory cells with a high writing speed. Since the application of an electric field can be suppressed, and writing is performed with a higher electric field on a memory cell that is difficult to write, writing can be performed at high speed and with high reliability.

【0046】次に、メモリセルの微細化に適合する回路
構成に関する本発明の実施例を説明する。一般に、メモ
リセルの微細化にともない、データ線に接続してメモリ
セル電流を読出すセンスアンプや、メモリセルに書込む
情報を蓄えておくラッチのレイアウトが困難になってく
る。このビット線狭ピッチ化に対処するための実施例と
して、以下に2つの実施例を示す。 ・1センスラッチを2本以上のデータ線で共有する回線
構成の実施例 ・1本のデータ線および1つのセンスラッチを2本以上
のサブデータ線で共有する回路構成の実施例
Next, an embodiment of the present invention relating to a circuit configuration suitable for miniaturization of a memory cell will be described. In general, with the miniaturization of memory cells, the layout of sense amplifiers connected to data lines to read out memory cell currents and latches for storing information to be written in memory cells becomes difficult. Two embodiments will be described below as embodiments for coping with the narrowing of the bit line pitch. -An embodiment of a circuit configuration in which one sense latch is shared by two or more data lines-An embodiment of a circuit configuration in which one data line and one sense latch are shared by two or more sub-data lines

【0047】(第7の実施例)本発明の第7の実施例
は、1つのセンスラッチを2本以上のデータ線で共有す
る回路構成の実施例であり、その回路構成を図16に示
す。図16では、例えば、nを512Bとして、512
Bのセンスラッチと1024Bのメモリセルが、1セン
スラッチを2データ線で共有している回路構成とする。
この場合、書込みは512Bずつ2度に分けて行い、消
去は1024B単位で行うため、小規模書換えが可能で
あり、かつファイル用途では必須である書込み単位と消
去単位が同一サイズという利点を保っている。
(Seventh Embodiment) A seventh embodiment of the present invention is an embodiment of a circuit configuration in which one sense latch is shared by two or more data lines, and the circuit configuration is shown in FIG. . In FIG. 16, for example, n is set to 512B, and
The circuit configuration is such that the B sense latch and the 1024B memory cell share one sense latch with two data lines.
In this case, writing is performed twice in units of 512 B, and erasing is performed in units of 1024 B. Therefore, small-scale rewriting is possible, and the advantage that the writing unit and the erasing unit, which are essential for file use, have the same size is maintained. I have.

【0048】図16はメモリセルM11〜Mnm、MO
SトランジスタTr1〜Trn、ワード線W1〜Wn、
データ線D1〜Dn、ワードデコーダWD、から構成さ
れており、隣り合ったデータ線は、奇数番号のデータ線
はMOSトランジスタMO1〜MOnを介して、偶数番
号のデータ線はMOSトランジスタME1〜MEnを介
してそれぞれ共通のセンスラッチSL1〜SLnに接続
されている。MOSトランジスタMO1〜MOnはSD
1で制御され、MOSトランジスタME1〜MEnはS
D2で制御される。
FIG. 16 shows memory cells M11 to Mnm, MO
S transistors Tr1 to Trn, word lines W1 to Wn,
Data lines D1 to Dn and a word decoder WD. Adjacent data lines include odd-numbered data lines via MOS transistors MO1 to MOn, and even-numbered data lines include MOS transistors ME1 to MEn. Through the common sense latches SL1 to SLn. MOS transistors MO1 to MOn are SD
1 and the MOS transistors ME1 to MEn are S
Controlled by D2.

【0049】次に、図16の回路動作を詳細に説明す
る。メモリセルの消去は、ワード線W1に消去電圧VE
Wを印加し、ワード線W1上の全てのメモリセルのしき
い値電圧が所定の値以下になるまで、消去パルスを印加
することによって行われる。消去動作の際、第4の実施
例(図10参照)で説明した消去方法を用いて消去後の
しきい値電圧を狭帯化してもよい。
Next, the circuit operation of FIG. 16 will be described in detail. To erase a memory cell, the erase voltage VE is applied to the word line W1.
This is performed by applying W and applying an erase pulse until the threshold voltages of all the memory cells on the word line W1 become equal to or lower than a predetermined value. At the time of the erasing operation, the threshold voltage after erasing may be narrowed by using the erasing method described in the fourth embodiment (see FIG. 10).

【0050】次に、メモリセルの書込み動作を図18を
参照して説明する。データの書込みを行う前に、SV,
SD2に高電圧例えば7Vを与え、全てのラッチSL1
〜SLnから全ての偶数データ線D2〜D2nを介して
ソース線S2〜S2nおよびサブデータ線を書込み阻止
電圧例えば5Vに充電する(ステップ101)。その後
まず、奇数番号のデータ線に接続したメモリセルへの書
込みデータをラッチする。次に、SD2を0VとしSD
1に高電圧を加えて、奇数番号のデータ線に書込む情報
に対応した電圧を加える。この状態でワード線W1に書
込み電圧VWWを印加することで、奇数番号のデータ線
上のメモリセルに書込みが行われる(ステップ10
2)。このとき、偶数番号のデータ線に接続したメモリ
セルのドレインとソースには書込み阻止電圧が充電され
ているため、書込みは行われない。奇数番号の書込みが
終了した後(ステップ103:Y)、偶数番号の書込み
を行う。
Next, a write operation of a memory cell will be described with reference to FIG. Before writing data, SV,
A high voltage, for example, 7 V is applied to SD2, and all the latches SL1
SLSLn through all the even-numbered data lines D2 to D2n to charge the source lines S2 to S2n and the sub-data lines to a write blocking voltage, for example, 5 V (step 101). Thereafter, first, write data to the memory cell connected to the odd-numbered data line is latched. Next, SD2 is set to 0V and SD
1 is applied with a high voltage, and a voltage corresponding to information to be written to an odd-numbered data line is applied. By applying the write voltage VWW to the word line W1 in this state, data is written to the memory cells on the odd-numbered data lines (step 10).
2). At this time, writing is not performed because the write inhibit voltage is charged to the drain and source of the memory cell connected to the even-numbered data line. After the writing of the odd number is completed (Step 103: Y), the writing of the even number is performed.

【0051】偶数番号の書込みでは、まず、SVとSD
1に高電圧を加えて全ての奇数データ線D1〜D2n−
1からソース線S1〜S2n−1および対応するドレイ
ン線を書込み阻止電圧例えば5Vに充電する(ステップ
104)。その後偶数番号のデータ線に接続したメモリ
セルへの書込みデータをラッチする。SD1を0Vとし
SD2に高電圧を加えて、書込む情報に対応した電圧を
偶数番号のデータ線に印加する。この状態でワード線W
1をVWWにすると偶数番号のメモリセルに書込みが行
われる(ステップ105)。偶数番号のメモリセルの書
込みが終わると、書込み処理を終了する(ステップ10
6)。なお、例えば奇数番号のメモリセルを書込む際
の、偶数番号のメモリセルのソースおよびドレインへの
書込み阻止電圧の充電は、書込みパルス印加毎に行われ
る。
In writing an even number, first, the SV and SD
1 to all odd data lines D1 to D2n-
1 to the source lines S1 to S2n-1 and the corresponding drain lines are charged to a write blocking voltage, for example, 5 V (step 104). Thereafter, the write data to the memory cell connected to the even-numbered data line is latched. With SD1 set to 0 V, a high voltage is applied to SD2, and a voltage corresponding to the information to be written is applied to the even-numbered data lines. In this state, the word line W
When 1 is set to VWW, writing is performed on even-numbered memory cells (step 105). When the writing of the even-numbered memory cells is completed, the writing process is completed (step 10).
6). For example, when writing the odd-numbered memory cells, the writing of the write-inhibiting voltage to the source and drain of the even-numbered memory cells is performed every time a write pulse is applied.

【0052】(第8の実施例)本発明の第8の実施例を
図17を用いて説明する。上記第7の実施例では、MO
SトランジスタMOi(i=1〜n),MEi(i=1
〜n)と1つのセンスラッチSLi(i=1〜n)を用
いて1つのセンスラッチを2本のデータ線で共有する回
路構成を示したが、第7の実施例では、ドレイン選択M
OSトランジスタとしてMDOi(i=1〜n),MD
Ei(i=1〜n)の2段設置し、奇数番号のサブデー
タ線はMDOiを介して、偶数番号のサブデータ線はM
DEiを介して共通の金属データ線に接続されている。
(Eighth Embodiment) An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the seventh embodiment, the MO
S transistor MOi (i = 1 to n), MEi (i = 1)
To n) and one sense latch SLi (i = 1 to n), a circuit configuration is shown in which one sense latch is shared by two data lines. In the seventh embodiment, the drain selection M
MDOi (i = 1 to n), MD as OS transistor
Ei (i = 1 to n) are provided in two stages, odd-numbered sub-data lines are via MDOi, and even-numbered sub-data lines are M
It is connected to a common metal data line via DEi.

【0053】次に、第8の実施例の動作を図18を参照
して説明する。データの書込みを行う前に、SV,ST
2に高電圧例えば7Vを加え、全てのラッチSL1〜S
Lnから全ての偶数番号のサブデータ線および対応する
ソース線を書込み阻止電圧例えば5Vに充電する(ステ
ップ101)。その後まず、奇数番号のサブデータ線に
接続したメモリセルへの書込みデータをラッチする。S
T2を0VとしST1に高電圧を加えて、奇数番号のサ
ブデータ線に書込む情報に対応した電圧を加える。この
状態でワード線W1に書込み電圧VWWを印加すること
で、奇数番号のサブデータ線上のメモリセルに書込みが
行われる(ステップ102)。このとき、偶数番号のサ
ブデータ線に接続したメモリセルのドレインとソースに
は書込み阻止電圧が充電されているため、書込みは行わ
れない。
Next, the operation of the eighth embodiment will be described with reference to FIG. Before writing data, SV, ST
2 is applied with a high voltage, for example, 7V, and all the latches SL1 to SL
From Ln, all even-numbered sub-data lines and corresponding source lines are charged to a write blocking voltage, for example, 5 V (step 101). Thereafter, first, the write data to the memory cell connected to the odd-numbered sub-data line is latched. S
T2 is set to 0 V, a high voltage is applied to ST1, and a voltage corresponding to information to be written to the odd-numbered sub-data line is applied. By applying the write voltage VWW to the word line W1 in this state, writing is performed on the memory cells on the odd-numbered sub-data lines (step 102). At this time, writing is not performed because the write inhibit voltage is charged to the drain and source of the memory cell connected to the even-numbered sub data line.

【0054】奇数番号サブデータ線に接続したメモリセ
ルの書込みが終了した後(ステップ103)、偶数番号
のサブデータ線の書込みを行う。SVとST1に高電圧
を加えて奇数番号のサブデータ線および対応するソース
線を書込み阻止電圧例えば5Vに充電する(ステップ1
04)。その後偶数番号のデータ線に接続したメモリセ
ルへの書込みデータをラッチする。ST1を0VとしS
T2に高電圧を加えて、書込む情報に対応した電圧を偶
数番号のサブデータ線に印加する。この状態でワード線
W1をVWWにすると偶数番号サブデータ線に接続され
たメモリセルに書込みが行われる(ステップ105)。
偶数番号のメモリセルの書込みが終わると、書込み処理
を終了する(ステップ106)
After the writing of the memory cells connected to the odd-numbered sub-data lines is completed (step 103), the writing of the even-numbered sub-data lines is performed. A high voltage is applied to SV and ST1 to charge odd-numbered sub-data lines and corresponding source lines to a write-inhibiting voltage, for example, 5 V (step 1).
04). Thereafter, the write data to the memory cell connected to the even-numbered data line is latched. ST1 is set to 0V and S
A high voltage is applied to T2, and a voltage corresponding to the information to be written is applied to the even-numbered sub-data lines. When the word line W1 is set to VWW in this state, writing is performed on the memory cell connected to the even-numbered sub-data line (step 105).
When the writing of the even-numbered memory cells is completed, the writing process ends (step 106).

【0055】(第9の実施例)次に、第8の実施例を変
形した第9の実施例を図19を用いて説明する。本実施
例では、サブソース線のうち奇数番号のサブソース線は
ソース側選択MOSトランジスタMSO1〜MSOnを
介して、また偶数番号のサブソース線はソース側選択M
OSトランジスタMSE1〜MSEnを介して共通ソー
ス線CSに接続されている。まず奇数データ線に接続さ
れているメモリセルに書込みが行われる際には、SS
2,SVに高電圧例えば7Vを加え、共通ソース線CS
に書込み阻止電圧例えば5Vを印加し、偶数番号のサブ
ソース線および対応するサブデータ線に書込み阻止電圧
を印加する。それと同時に、奇数サブデータ線に書込む
データをセンスラッチに取り込み、ST1に高電圧7V
を加え、奇数サブデータ線に書込みデータに応じた電圧
を印加する。この状態でワード線に書込み電圧VWWを
印加することで、奇数番号のサブデータ線上のメモリセ
ルに書込みが行われる。このとき、偶数番号のサブデー
タ線上に接続したメモリセルのドレインとソースには書
込み阻止電圧が印加されているため、書込みは行われな
い。
(Ninth Embodiment) Next, a ninth embodiment which is a modification of the eighth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, of the sub-source lines, odd-numbered sub-source lines are connected via the source-side selection MOS transistors MSO1 to MSOn, and even-numbered sub-source lines are connected to the source-side selection MOS transistors MSO1 to MSOn.
It is connected to the common source line CS via the OS transistors MSE1 to MSEn. First, when writing is performed to the memory cell connected to the odd-numbered data line, SS
2, a high voltage, for example, 7V, is applied to the SV and the common source line CS
, And a write inhibition voltage is applied to even-numbered sub-source lines and corresponding sub-data lines. At the same time, the data to be written to the odd-numbered sub-data line is taken into the sense latch, and a high voltage of 7 V is applied to ST1.
And applies a voltage corresponding to the write data to the odd-numbered sub-data lines. By applying the write voltage VWW to the word lines in this state, writing is performed on the memory cells on the odd-numbered sub-data lines. At this time, no write is performed because the write inhibit voltage is applied to the drain and source of the memory cell connected to the even-numbered sub data line.

【0056】奇数番号サブデータ線に接続されたメモリ
セルへの書込みが終了した後、偶数番号のサブデータ線
に接続したメモリセルの書込みを行う。この書込みは、
SS1,SVに高電圧例えば7Vを加え、共通ソース線
CSに書込み阻止電圧例えば5Vを印加し、奇数番号の
サブソース線および対応するサブデータ線に書込み阻止
電圧を印加する。それと同時に、偶数サブデータ線に書
込むデータをセンスラッチに取り込み、ST2に高電圧
7Vを加え、偶数サブデータ線に書込みデータに応じた
電圧を印加する。この状態でワード線に書込み電圧VW
Wを印加することで、偶数番号のサブデータ線上のメモ
リセルに書込みが行われる。このとき、奇数番号のサブ
データ線上に接続したメモリセルのドレインとソースに
は書込み阻止電圧が印加されているため、書込みは行わ
れない。偶数番号のサブデータ線に接続されているメモ
リセルの書込みが終了すると、書込み処理が終了する。
本構成によれば、偶数番号の書込みを行っている間、奇
数番号のサブデータ線,サブソース線には共通ソース線
から書込み阻止電圧が印加されていて、書込み阻止電圧
が充電されている場合よりも、さらに確実に書き込み阻
止を行うことができる。
After the writing to the memory cells connected to the odd-numbered sub-data lines is completed, writing is performed to the memory cells connected to the even-numbered sub-data lines. This writing,
A high voltage, for example, 7V is applied to SS1 and SV, a write inhibit voltage, for example, 5V, is applied to the common source line CS, and a write inhibit voltage is applied to the odd-numbered sub-source lines and the corresponding sub-data lines. At the same time, data to be written to the even-numbered sub-data line is taken into the sense latch, a high voltage of 7 V is applied to ST2, and a voltage corresponding to the write data is applied to the even-numbered sub-data line. In this state, the write voltage VW is applied to the word line.
By applying W, writing is performed on the memory cells on the even-numbered sub-data lines. At this time, no write is performed because the write inhibit voltage is applied to the drain and source of the memory cell connected to the odd-numbered sub data line. When the writing of the memory cell connected to the even-numbered sub data line is completed, the writing process ends.
According to this configuration, during the writing of the even-numbered data, the write-inhibiting voltage is applied from the common source line to the odd-numbered sub-data line and the sub-source line, and the write-inhibiting voltage is charged. In this case, the writing can be more reliably prevented.

【0057】(第10の実施例)上述した第7および第
8の実施例において、例えば、奇数番号のメモリセルが
既に書き込まれていた場合に、そのデータを一旦退避さ
せてから、奇数番号,偶数番号のメモリセルを同時に消
去する必要性がある。消去終了後、退避させていた奇数
番号のデータを再度書込み、その後偶数番号のメモリセ
ルへの書込みを行う。このため、第10の実施例とし
て、図20に示すようにセンスラッチSL1〜SLn
と、該センスラッチSL1〜SLnのそれぞれにSK1
およびSK2によって接続されたデータラッチDL1〜
DLnを接続した回路構成を提案する。
(Tenth Embodiment) In the seventh and eighth embodiments described above, for example, when an odd-numbered memory cell has already been written, its data is once saved, and then the odd-numbered memory cell is rewritten. There is a need to erase even numbered memory cells simultaneously. After the erasure is completed, the saved odd-numbered data is written again, and thereafter, writing to the even-numbered memory cells is performed. Therefore, as a tenth embodiment, as shown in FIG. 20, the sense latches SL1 to SLn
And SK1 in each of the sense latches SL1 to SLn.
And data latches DL1 to DL1 connected by SK2.
A circuit configuration connecting DLn is proposed.

【0058】まず、奇数番号のメモリセルは既に書き込
まれている場合、奇数番号のメモリセルの読み出し動作
を行う。読み出しが終了し、センスラッチが確定した後
にスイッチSK1をON状態として、データラッチとセ
ンスラッチを接続する。データラッチが確定した後、S
K1をOFF状態として、データラッチをセンスラッチ
から切り離す。以上の操作により奇数番号に書き込まれ
ていたデータがデータラッチに格納される。その後、消
去を行う。
First, if the odd-numbered memory cells have already been written, the odd-numbered memory cells are read. After the reading is completed and the sense latch is determined, the switch SK1 is turned on to connect the data latch and the sense latch. After the data latch is determined, S
K1 is turned off to disconnect the data latch from the sense latch. By the above operation, the data written to the odd number is stored in the data latch. After that, erasing is performed.

【0059】消去終了後、データラッチに格納されてい
る奇数番号のメモリセルデータの書込みを行う。まず、
SK2をON状態とし、データラッチとセンスラッチを
接続して書込みデータをセンスラッチに伝送する。その
SK2をOFF状態としてセンスラッチとデータラッチ
を切り離し、センスラッチに取り込まれたデータをもと
に、第6および第7の実施例と同様の書込み操作を行
う。以上の再書込みが終了した後、新たに書込み要求が
あった書込みデータをセンスラッチに取り込み同様にメ
モリセルへの書込みを行う。図20は、第8の実施例に
示した図17のセンスラッチにデータラッチを接続した
構成を示しているが、第7の実施例に示した図16のセ
ンスラッチに同様にしてデータラッチを接続することも
可能である。
After erasing, the odd-numbered memory cell data stored in the data latch is written. First,
SK2 is turned on, the data latch and the sense latch are connected, and write data is transmitted to the sense latch. With SK2 turned off, the sense latch and the data latch are separated, and the same write operation as in the sixth and seventh embodiments is performed based on the data taken into the sense latch. After the above rewriting is completed, write data for which a new write request has been issued is taken into the sense latch, and writing to the memory cell is performed in the same manner. FIG. 20 shows a configuration in which the data latch is connected to the sense latch of FIG. 17 shown in the eighth embodiment, but the data latch is connected in the same manner as the sense latch of FIG. 16 shown in the seventh embodiment. It is also possible to connect.

【0060】次に、外部から見た場合、見かけ上、書込
みと消去が同一単位となる方式を図20の回路構成図、
図21のフローチャートを用いて説明する。図20にお
いて、nを例えば512Bとし、512Bのセンスラッ
チSL1〜SLnおよびセンスラッチにSK1,SK2
のスイッチで接続されているデータラッチで構成されて
いる。外部から1セクタ(=1024B)の書込み要求
が来る(ステップ201)と、まず書込み要求のあった
セクタのメモリセルを全て消去する(ステップ20
2)。その後、まず、例えば奇数番号のメモリセルへの
書込みデータをデータラッチに格納し(ステップ20
3)、偶数番号のメモリセルへの書込みでをセンスラッ
チに格納する(ステップ204)。
Next, when viewed from the outside, a method in which writing and erasing are apparently the same unit is shown in the circuit configuration diagram of FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 20, n is set to, for example, 512B, and SK1 and SK2 are set to the 512B sense latches SL1 to SLn and the sense latches.
And data latches connected by switches. When a write request for one sector (= 1024B) comes from outside (step 201), first, all the memory cells of the sector for which the write request was made are erased (step 20).
2). Thereafter, first, for example, write data to an odd-numbered memory cell is stored in a data latch (step 20).
3) The data written to the even-numbered memory cell is stored in the sense latch (step 204).

【0061】次に、センスラッチに格納されたデータを
用いて偶数番号のメモリセルへの書込みを行う(ステッ
プ205)。偶数番号のメモリセルへの書込みが終了す
る(ステップ206:Y)と、奇数番号のメモリセルへ
の書込みを行う(ステップ207)。奇数番号のメモリ
セルへの書込みが終了する(ステップ208:Y)と、
書込み処理が終了する。この動作方式では、書込みの単
位1024BをセンスラッチSL1〜SLnとデータラ
ッチDL1〜DLnに分割して一度に取り込み、順次書
込み処理を行うため、外部から見た場合、見かけ上、書
込みと消去が同一単位として扱うことができる。
Next, data is written to the even-numbered memory cells using the data stored in the sense latch (step 205). When the writing to the even-numbered memory cells is completed (Step 206: Y), writing to the odd-numbered memory cells is performed (Step 207). When the writing to the odd-numbered memory cells is completed (step 208: Y),
The writing process ends. In this operation method, since the write unit 1024B is divided into the sense latches SL1 to SLn and the data latches DL1 to DLn and fetched at once, and the write process is performed sequentially, when viewed from the outside, the write and erase are apparently the same. Can be treated as a unit.

【0062】(第11の実施例)図22は本発明の第1
1の実施例であり、1メモリセルに2ビットの情報を書
込むことができ、かつその情報を読出すことができるフ
ラッシュメモリの全体構成図である。本実施例は、書込
み動作時にワード線に印加する書込みベリファイ電圧と
して3種類の相異なる値を設定し、これらを切り替え
て、3回に分けて書込み動作を行い、これら書込み動作
において、書込みを行うセンスラッチ回路に保持させる
2値(1ビット)の書込みデータ“0”または“1”
(“LOW”または“High”)を一時的に保持する
バッファがチップ内に設けられ、書込みデータ変換回路
で3種類の書込み情報に合成された後センスラッチに取
り込まれることを特徴とする。また1メモリセルに書込
まれた4値(2ビット)のデータを読出して2値(1ビ
ット)のデータにするために、読出し動作時にワード線
に印加される電圧を3種類設け、3回の読出し動作でメ
モリセルから読出さされる2値(1ビット)のデータを
バッファに一時的に保持させて3回の読出し動作後に4
値(2ビット)から2値(1ビット)のデータに変換す
る手段を設けたことを特徴としている。
(Eleventh Embodiment) FIG. 22 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is an embodiment of the present invention, and is an overall configuration diagram of a flash memory capable of writing 2-bit information in one memory cell and reading the information. In the present embodiment, three different values are set as write verify voltages to be applied to the word lines at the time of the write operation, these are switched, and the write operation is performed three times, and write is performed in these write operations. Binary (1 bit) write data "0" or "1" to be held by the sense latch circuit
A buffer for temporarily holding (“LOW” or “High”) is provided in the chip, and is combined with three types of write information by a write data conversion circuit and then taken into a sense latch. Also, in order to read four-level (two-bit) data written in one memory cell into two-level (one-bit) data, three types of voltages are applied to the word lines during a read operation, and three times are provided. Buffer temporarily stores binary (1 bit) data read from the memory cell in the read operation of
It is characterized in that means for converting a value (2 bits) into binary (1 bit) data is provided.

【0063】次に、図22の全体構成図を用いて本実施
例の書込み動作および読出し動作についての概要を述べ
る。書込み動作は、メモリアレイ3へ書込むべき2値
(1ビット)のデータ列をDin16から入力しメイン
アンプ10で増幅して書込みデータ変換回路1へバス2
2を通して送る。この書込みデータ変換回路1で書き込
む2値(1ビット)のデータ列を奇数ビット、偶数ビッ
トに分離して書込み2値データをバス23を通してバッ
ファ21に転送しこれらを保持させる。「書込み1」〜
「書込み3」に応じた2値(1ビット)のデータを合成
するため、これら奇数ビットと偶数ビットに分離された
データをバス23を通してバッファ21から書込みデー
タ変換回路1に転送する。この書込みデータ変換回路1
で合成されたデータを「書込み1」〜「書込み3」の各
動作のときにバス23,バッファ21,バス24を通し
てセンスラッチ4へ転送してラッチさせ、書込みおよび
書込みベリファイ動作を行う。
Next, an outline of the write operation and the read operation of this embodiment will be described with reference to the overall configuration diagram of FIG. In the write operation, a binary (1 bit) data string to be written to the memory array 3 is input from Din 16 and amplified by the main amplifier 10 to the write data conversion circuit 1 via the bus 2.
Send through 2. The binary (1 bit) data string to be written by the write data conversion circuit 1 is separated into odd bits and even bits, and the write binary data is transferred to the buffer 21 through the bus 23 and held. "Write 1"-
In order to synthesize binary (1 bit) data corresponding to “write 3”, the data separated into the odd and even bits is transferred from the buffer 21 to the write data conversion circuit 1 through the bus 23. This write data conversion circuit 1
Is transferred to the sense latch 4 via the bus 23, the buffer 21, and the bus 24 and latched in each of the operations of "write 1" to "write 3", and write and write verify operations are performed.

【0064】一方、読出し動作は「読出し1」〜「読出
し3」によって、メモリアレイ3からそれぞれ読出され
た2値(1ビット)のデータをセンスラッチ4からバス
24を通してバッファ21に転送して保持させる。これ
ら2値データをバス25を通して読出しデータ変換回路
2へ転送し、4値(2ビット)のデータの上位ビットと
下位ビットを合成する。これらを交互に出力させて2値
(1ビット)のデータ列としてバス26を通してメイン
アンプ10に送り増幅した後Dout17から出力す
る。
On the other hand, in the read operation, the binary data (1 bit) read from the memory array 3 is transferred from the sense latch 4 to the buffer 21 through the bus 24 and held by "read 1" to "read 3". Let it. These binary data are transferred to the read data conversion circuit 2 via the bus 25, and the upper and lower bits of the quaternary (2 bits) data are synthesized. These are alternately output, sent to the main amplifier 10 through the bus 26 as a binary (1 bit) data string, amplified, and output from the Dout 17.

【0065】以下、上に述べた書込み動作および読出し
動作をさらに詳細を説明する。 (1)書込み動作 図23から図29を用いて本発明に用いる書込み動作に
おける個別の動作について説明する。図23に、本実施
例において、書込みベリファイ時にワード線に印加する
電圧と、4値(2ビット)のデータが書き込まれたメモ
リセルのしきい値電圧分布の関係を示す。この場合メモ
リセルのしきい値とメモリセルに書き込まれた4値(2
ビット)のデータの対応づけは、しきい値が一番低いV
th0を情報“00”が書き込まれた状態とし、しきい
値が二番目に低いVth1を情報“01”が書き込まれ
た状態とし、しきい値が三番目に低いVth2を情報
“10”が書き込まれた状態とし、しきい値が一番高い
Vth3を情報“11”が書き込まれた状態としてい
る。
Hereinafter, the above-described write operation and read operation will be described in more detail. (1) Write Operation Individual operations in the write operation used in the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 23 shows the relationship between the voltage applied to a word line at the time of write verification and the threshold voltage distribution of a memory cell in which quaternary (2-bit) data is written in this embodiment. In this case, the threshold value of the memory cell and the four values (2
Bit) is associated with the lowest threshold V
th0 is a state where information "00" is written, Vth1 having the second lowest threshold is a state where information "01" is written, and Vth2 having a third lowest threshold is information "10" is written. Vth3, which has the highest threshold value, is a state in which information "11" is written.

【0066】1メモリセルに4値(2ビット)の情報を
記憶させるには、メモリセルのしきい値電圧分布を図2
3のように4極化すればよい。書込み動作およびそれに
続く書込みベリファイ動作によって、メモリセルのしき
い値の分布を制御するために、書込みベリファイ電圧
を、図23に示すように、4つのメモリセルしきい値V
th0、Vth1、Vth2、Vth3に対して、Vt
h0<Vv1<Vth1<Vv2<Vth2<Vv3<
Vth3を満たす3種類の電圧Vv1、Vv2、Vv3
として、書込みベリファイ動作時にワード線に印加す
る。
In order to store quaternary (2-bit) information in one memory cell, the threshold voltage distribution of the memory cell is shown in FIG.
What is necessary is just to make it quadrupolar like 3. In order to control the distribution of the threshold value of the memory cell by the write operation and the subsequent write verify operation, the write verify voltage is set to four memory cell thresholds V as shown in FIG.
Vt for th0, Vth1, Vth2, and Vth3
h0 <Vv1 <Vth1 <Vv2 <Vth2 <Vv3 <
Three types of voltages Vv1, Vv2, Vv3 satisfying Vth3
Is applied to the word line during the write verify operation.

【0067】図24に、そのワード線印加電圧の一例を
あげる。図24中の「書込み1」「書込み2」「書込み
3」の各動作は、全て、1回の書込みと1回のベリファ
イ動作の組み合わせからなっている。「書込み1」の動
作により、4値データ“01”、“10”、“11”を
書き込みたいメモリセルのしきい値をVv1より高く
し、「書込み2」の動作により、4値データ“10”、
“11”を書き込みたいメモリセルのしきい値をVv2
より高くし、「書込み3」の動作により、4値データ
“11”を書き込みたいメモリセルのしきい値をVv3
より高くしている。
FIG. 24 shows an example of the word line applied voltage. Each operation of “write 1”, “write 2”, and “write 3” in FIG. 24 is composed of a combination of one write and one verify operation. The threshold value of the memory cell in which the four-level data “01”, “10”, “11” is to be written is made higher than Vv1 by the operation of “write 1”, and the four-level data “10” is written by the operation of “write 2”. ”,
The threshold value of the memory cell to which “11” is to be written is set to Vv2
The threshold value of the memory cell where the quaternary data “11” is to be written is set to Vv3 by the operation of “write 3”.
Higher.

【0068】次に、メモリセルへの4値(2ビット)の
書込みにおけるメモリセルのしきい値電圧の制御方法に
ついて説明する。いま、図25に示すよう、1本のワー
ド線WLに接続された4個のメモリセルMC1〜MC4
のそれぞれに“00”“01”“10”“11”の4値
(2ビット)のデータを書込む場合を考える。これら4
値のデータ“00”“01”“10”“11”は2値
(1ビット)のデータ列“00011011”を2個づ
つ区切ったものである。通常この8個のデータを書込む
ためには8個のメモリセルが必要であるが、上記のよう
に1ビットの8個のデータを2個ずつ区切って4値(2
ビット)のデータ“00”“01”“10”“11”と
して、それぞれの4値のデータを1個のメモリセルに書
込むようにすれば、8個のデータを記憶するのに4個の
メモリセルしか必要とせず、メモリの容量を2倍にする
ことが可能である。
Next, a method of controlling the threshold voltage of a memory cell in writing four values (two bits) to the memory cell will be described. Now, as shown in FIG. 25, four memory cells MC1 to MC4 connected to one word line WL
It is assumed that four-valued (2-bit) data of "00", "01", "10", and "11" are written in each of them. These four
The value data “00” “01” “10” “11” is obtained by dividing a binary (1 bit) data string “00011011” by two. Normally, eight memory cells are required to write these eight data. However, as described above, eight 1-bit data are divided into two pieces each of four values (2 bits).
Bit) data "00", "01", "10", and "11", if each quaternary data is written into one memory cell, four data are required to store eight data. Only memory cells are required, and the capacity of the memory can be doubled.

【0069】まず、書込み前に消去動作を行い、メモリ
セルMC1〜MC4のしきい値電圧を低いVth0に揃
える(図26)。消去動作については上述した2値の場
合と同様である。このとき第4の実施例(図10参照)
に記載された動作方式により、消去動作を2段階に分け
て行うことで消去後のしきい値電圧分布を狭帯すること
も可能である。 「書込み1」(図27)の動作では、まずメモリセルM
C1〜MC4にそれぞれ接続するセンスラッチ回路SL
1〜SL4に書込み2値データW1T(0111)をラ
ッチする。メモリセルMC1に接続するセンスラッチS
L1を高レベルにし(“0”をラッチし)、それ以外の
メモリセルMC2〜MC4に接続するセンスラッチ回路
SL2〜SL4は“Low”にし(“1”をラッチす
る)、メモリセルMC2〜MC4に書込みを行う。この
あと、書込みおよび書込みベリファイ動作をワード線の
電圧を書込み時にはVWW例えば15Vとし、書込みベ
リファイ時にはVv1として行う。メモリセルMC2〜
MC4のしきい値がVth1となったら、「書込み1」
は終了し、続いて「書込み2」の動作に移る。
First, an erasing operation is performed before writing, and the threshold voltages of memory cells MC1 to MC4 are adjusted to a low Vth0 (FIG. 26). The erasing operation is the same as in the above-described binary case. At this time, the fourth embodiment (see FIG. 10)
By performing the erasing operation in two stages according to the operation method described in (1), the threshold voltage distribution after erasing can be narrowed. In the operation of "write 1" (FIG. 27), first, the memory cell M
Sense latch circuit SL connected to each of C1 to MC4
The write binary data W1T (0111) is latched in 1 to SL4. Sense latch S connected to memory cell MC1
L1 is set to a high level (“0” is latched), and the sense latch circuits SL2 to SL4 connected to the other memory cells MC2 to MC4 are set to “Low” (latch “1”), and the memory cells MC2 to MC4 Write to. Thereafter, the write and write verify operations are performed with the word line voltage set to VWW, for example, 15 V at the time of write, and set to Vv1 at the time of write verify. Memory cells MC2
When the threshold value of MC4 becomes Vth1, "write 1"
Ends, and then the operation proceeds to the “write 2” operation.

【0070】「書込み2」(図28)の動作では、ま
ず、書込み2値データW2T(0011)をメモリセル
MC1〜MC4にそれぞれ接続するセンスラッチ回路S
L1〜SL4にラッチさせる。メモリセルMC1および
MC2に接続するセンスラッチSL1およびSL2を高
レベルにし(“0”をラッチし)、それ以外のメモリセ
ルMC3およびMC4に接続するセンスラッチ回路SL
3およびSL4は“Low”にし(“1”をラッチす
る)、メモリセルMC3とMC4に書込みを行う。この
後は「書込み1」と同様にワード線の電圧を書込み時に
はVWW例えば15Vとし、書込みベリファイ時にはV
v2として、メモリセルMC3およびMC4のしきい値
がVth2となったら、「書込み2」は終了し、続いて
「書込み3」の動作に移る。
In the operation of "write 2" (FIG. 28), first, a sense latch circuit S connecting write binary data W2T (0011) to memory cells MC1-MC4, respectively.
L1 to SL4 are latched. Sense latches SL1 and SL2 connected to memory cells MC1 and MC2 are set to high level (“0” is latched), and sense latch circuit SL connected to other memory cells MC3 and MC4
3 and SL4 are set to "Low" (latch "1"), and write is performed to the memory cells MC3 and MC4. Thereafter, the voltage of the word line is set to VWW, for example, 15 V at the time of writing, and V is set at the time of write verification, as in the case of “writing 1”.
When the threshold value of the memory cells MC3 and MC4 becomes Vth2 as v2, "write 2" ends, and the operation shifts to "write 3".

【0071】「書込み3」(図29)の動作では、ま
ず、書込み2値データW3T(0001)をメモリセル
MC1〜MC4にそれぞれ接続するセンスラッチ回路S
L1〜SL4にラッチさせる。メモリセルMC1,MC
2,およびMC3に接続するセンスラッチSL1,SL
2,およびSL3を高レベルにし(“0”をラッチ
し)、メモリセルMC4に接続するセンスラッチ回路S
L4は“Low”にし(“1”をラッチする)、メモリ
セルMC4に書込みを行う。この後は「書込み1」「書
込み2」と同様にワード線の電圧を書込み時にはVWW
例えば15Vとし、書込みベリファイ時にはVv3とし
て、メモリセルMC4のしきい値がVth3となった
ら、「書込み3」は終了し、これで全書込み動作が終了
し、メモリセルMC1〜MC4にそれぞれ4値(2ビッ
ト)の情報“00”“01”“10”“11”が書込ま
れたことになる。
In the operation of "write 3" (FIG. 29), first, sense latch circuit S connecting write binary data W3T (0001) to memory cells MC1 to MC4, respectively.
L1 to SL4 are latched. Memory cells MC1, MC
, And sense latches SL1, SL connected to MC3
2 and SL3 to high level (latching "0"), and the sense latch circuit S connected to the memory cell MC4.
L4 is set to “Low” (latch “1”), and writing is performed on the memory cell MC4. Thereafter, as in the case of “write 1” and “write 2”, when writing the voltage of the word line,
For example, the voltage is set to 15 V, and the voltage is set to Vv3 at the time of write verification. When the threshold value of the memory cell MC4 becomes Vth3, "write 3" is completed, and the entire write operation is completed, and each of the memory cells MC1 to MC4 has four values ( This means that two bits of information "00", "01", "10", and "11" have been written.

【0072】このようにして、上述の書込みベリファイ
時にワード線に印加する電圧をVv1〜Vv3に設定さ
れた「書込み1」〜「書込み3」の3回の書込み動作を
行うことにより1メモリセルに4値(2ビット)の情報
を書込むことができる。図23のワード線電圧印加例で
は、それぞれの段階で書込み動作後の書込みベリファイ
動作1回で、しきい値制御が終了した場合について示し
ている。書込みパルスの印加方式については、上述した
第6の実施例の動作方式を用いて高速な書込みを実現す
ることもできる。
As described above, the voltage applied to the word line at the time of the above-described write verification is set to Vv1 to Vv3, and the three write operations of “write 1” to “write 3” are performed, whereby one memory cell is obtained. Four-valued (two-bit) information can be written. The word line voltage application example in FIG. 23 shows a case where the threshold control is completed by one write verify operation after the write operation at each stage. As for the method of applying the write pulse, high-speed writing can be realized by using the operation method of the sixth embodiment described above.

【0073】(2)読出し動作 まず、1メモリセルに書込まれた2ビット(4値)のデ
ータを読出し、1ビット(2値)のデータ列に変換する
方式について、図30から図35を用いて説明する。上
述した(1)の書込み動作によって生成された図23の
ように4極化されたメモリセルの各しきい値に対して、
読出し動作時にワード線に印加する読出し電圧は図30
に示すようなVth0<Vr1<Vth1<Vr2<V
th2<Vr3<Vth3をそれぞれ満たす電圧Vr
1、Vr2、Vr3とする。その時のワード線印加電圧
の例を図31に示す。ここで、ワード線にVr1を印加
して読出しを行う動作を「読出し1」とし、同様にVr
2およびVr3を印加して読出しを行う動作をそれぞれ
「読出し2」および「読出し3」とする。本例は、この
ように読出し動作を3回行うことによって、メモリセル
に書込まれた4値(2ビット)の情報を「読出し1」〜
「読出し3」の各読出し動作ごとに2値(1ビット)の
情報として読出すことを特徴としている。
(2) Read Operation First, FIG. 30 to FIG. 35 show a method of reading 2-bit (4-level) data written in one memory cell and converting it into a 1-bit (binary) data string. It will be described using FIG. For each threshold value of the quadrupolarized memory cell as shown in FIG. 23 generated by the above-described (1) write operation,
The read voltage applied to the word line during the read operation is shown in FIG.
Vth0 <Vr1 <Vth1 <Vr2 <V
Voltage Vr that satisfies th2 <Vr3 <Vth3
1, Vr2 and Vr3. FIG. 31 shows an example of the word line applied voltage at that time. Here, the operation of performing reading by applying Vr1 to the word line is referred to as “reading 1”.
The operations of performing reading by applying Vr3 and Vr3 are referred to as "reading 2" and "reading 3", respectively. In this example, by performing the read operation three times as described above, the quaternary (2-bit) information written in the memory cell is read from "read 1" to "read 1".
It is characterized in that it is read as binary (1 bit) information for each read operation of “read 3”.

【0074】次に、「読出し1」〜「読出し3」の各動
作におけるメモリセルに書き込まれた4値(2ビット)
の情報の読出しを、図32に示すように1本のワード線
に接続された4個のメモリセルMC1〜MC4にそれぞ
れ“00”“01”“10”“11”の4値(2ビッ
ト)のデータが書き込まれている場合を例にして説明す
る。これら4値(2ビット)の値は上記書込み動作によ
り2値のデータ列“00011011”が2個づつ区切
られて“00”“01”“10”“11”として、それ
ぞれMC1〜MC4に書き込まれたものであり、これら
が読み出されてセンスラッチSL1〜SL4にラッチさ
れる。本例によれば、このような簡単なセンスラッチ回
路の構成により1メモリセルに記憶された多値(4値)
の読出しが実現できる。
Next, the four values (2 bits) written to the memory cells in the respective operations of "read 1" to "read 3"
32, four values (2 bits) of "00", "01", "10", and "11" are respectively applied to four memory cells MC1 to MC4 connected to one word line as shown in FIG. The case where the data is written will be described as an example. These four-valued (two-bit) values are written into the MC1 to MC4 by dividing the binary data string "00011011" by two by the above-described write operation, as "00", "01", "10", and "11". These are read and latched by the sense latches SL1 to SL4. According to the present example, the multi-level (quaternary) stored in one memory cell by such a simple configuration of the sense latch circuit.
Can be read.

【0075】図33は、「読出し1」の動作において、
メモリセルMC1〜MC4のしきい値とワード線に印加
する読出し電圧Vr1との関係、および、メモリセルM
C1〜MC4から読出されセンスラッチSL1〜SL4
にラッチされる2値(1ビット)のデータRT1を模式
的に示した図である。同様に、図34および図35は、
それぞれメモリセルMC1〜MC4のしきい値とワード
線に印加する読出し電圧Vr2およびVr3との関係、
および、「読出し2」および「読出し3」の各動作によ
って、メモリセルMC1〜MC4から読出されセンスラ
ッチSL1〜SL4にラッチされる2値(1ビット)の
データRT2およびRT3を示した図である。以上の
「読出し1」〜「読出し3」の動作により読出された2
値(1ビット)のデータRT1〜RT3は図15の読出
しデータ変換回路2により、メモリセルに記憶されてい
た4値(2ビット)のデータ“00”“01”“10”
“11”に変換される。
FIG. 33 shows the operation of "read 1".
Relationship between threshold values of memory cells MC1 to MC4 and read voltage Vr1 applied to a word line,
Sense latches SL1 to SL4 read from C1 to MC4
FIG. 5 is a diagram schematically showing binary (1 bit) data RT1 latched in FIG. Similarly, FIG. 34 and FIG.
The relationship between the threshold voltage of each of the memory cells MC1 to MC4 and the read voltages Vr2 and Vr3 applied to the word line,
FIG. 11 is a diagram showing binary (1 bit) data RT2 and RT3 read from memory cells MC1 to MC4 and latched in sense latches SL1 to SL4 by respective operations of "read 2" and "read 3". . 2 read by the above-described operations of "read 1" to "read 3"
The value (1 bit) data RT1 to RT3 are read by the read data conversion circuit 2 in FIG. 15 and the four value (2 bit) data “00” “01” “10” stored in the memory cell.
Converted to "11".

【0076】このようにして、読込み際にワード線に印
加される電圧をVr1〜Vr3に設定された「読出し
1」〜「読出し3」の3回の読出し動作により、メモリ
セルに書込まれた4値(2ビット)の情報に対応した2
値のデータを読出しデータ変換回路2によって2値のデ
ータ列に変換し4値(2ビット)の情報を読出すことが
できる。
In this way, the voltage applied to the word line at the time of reading is written to the memory cell by three reading operations of "read 1" to "read 3" set to Vr1 to Vr3. 2 corresponding to quaternary (2 bits) information
The value data is read and converted by the data conversion circuit 2 into a binary data string, so that quaternary (2-bit) information can be read.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明によれば、浮遊ゲート電極と基板
間のトンネル現象を利用して、チャネル領域全面を介し
たトンネル電流で書込みおよび消去を行うため、従来の
ようにドレイン拡散層と浮遊ゲートとのオーバーラップ
領域を大きくとる必要がなく、ソースとドレインを対称
にしたメモリセルを採用することができるため、微細化
が可能である。また、従来のようにドレインに高電圧を
印加して浮遊ゲートから電子を引抜く必要がなくなるの
で、酸化膜への正孔注入を抑制できメモリセルの劣化を
低減することができる。さらに、消去状態におけるしき
い値電圧の分布を狭帯化することができ、しきい値電圧
ばらつきに伴うメモリセルのリテンション、ディスター
ブ特性を改善することができる。
According to the present invention, writing and erasing are performed by a tunnel current through the entire surface of the channel region by utilizing the tunnel phenomenon between the floating gate electrode and the substrate. It is not necessary to increase the overlap region with the gate, and a memory cell having a symmetrical source and drain can be employed, so that miniaturization is possible. Further, since it is not necessary to apply a high voltage to the drain to extract electrons from the floating gate as in the conventional case, injection of holes into the oxide film can be suppressed, and deterioration of the memory cell can be reduced. Further, the distribution of the threshold voltage in the erased state can be narrowed, and the retention and disturb characteristics of the memory cell due to the threshold voltage variation can be improved.

【0078】また、メモリセルの書込み時にゲート電圧
を2段階に昇圧する動作方式や、データ線とソース線の
間にメモリセルと並列にMOSトランジスタまたはダミ
ーメモリセルを接続する回路構成によって、非選択メモ
リセルへのディスターブを低減することができる。ま
た、書込みを複数回に分けて行う際、回数の増加にとも
なって選択メモリセルのデータ線電圧を下げていく動作
方式によって、書込みの早いメモリセルに対して、過剰
な電界が印加されるのを抑制するとともに、書込みにく
いメモリセルに対してさらに高電界で書込みを行うた
め、高速かつ高信頼に書込みを行うことができる。
Further, depending on the operation method of increasing the gate voltage in two stages at the time of writing into the memory cell and the circuit configuration in which a MOS transistor or a dummy memory cell is connected between the data line and the source line in parallel with the memory cell, non-selection is performed. Disturb to the memory cell can be reduced. In addition, when writing is performed in a plurality of times, an excessive electric field is applied to a memory cell in which writing is fast due to an operation method in which the data line voltage of a selected memory cell is decreased with an increase in the number of times. And writing is performed with a higher electric field on a memory cell that is difficult to write, so that writing can be performed at high speed and with high reliability.

【0079】また、1センスラッチを2本以上のデータ
線で共有する構成,1本のデータ線を2本のサブデータ
線で共有する構成をとることにより、メモリセルの微細
化に対してもレイアウトが可能になる。さらに、メモリ
セルに2ビット以上の情報を書込むことができ、かつ読
出すことのできる動作方式を備えることにより大容量化
を実現することが可能となる。
Further, by adopting a configuration in which one sense latch is shared by two or more data lines and a configuration in which one data line is shared by two sub-data lines, miniaturization of memory cells can be achieved. Layout becomes possible. Further, a large capacity can be realized by providing an operation method in which information of 2 bits or more can be written to and read from a memory cell.

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

【図1】本発明の第1の実施例における回路構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における書込み動作タイ
ミングを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a write operation timing in the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例における書込み後のしき
い値および消去後のしきい値が共に正の場合の動作電圧
条件(a)としきい値電圧分布例(b)を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an operating voltage condition (a) and an example of a threshold voltage distribution (b) in the case where both the threshold after writing and the threshold after erasing are both positive in the first embodiment of the present invention. It is.

【図4】本発明の第1の実施例における書込み後のしき
い値が正で消去後のしきい値が負の場合の動作電圧条件
(a)としきい値電圧分布例(b)を示す図である。
FIG. 4 shows an operating voltage condition (a) and a threshold voltage distribution example (b) when the threshold value after writing is positive and the threshold value after erasing is negative in the first embodiment of the present invention. FIG.

【図5】本発明の第2の実施例における回路構成を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例における回路構成を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例における書込み動作タイ
ミングを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a write operation timing in a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例における回路構成を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施例におけるメモリセルしき
い値電圧分布例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a memory cell threshold voltage distribution according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施例における消去動作例を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an erase operation according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4の実施例における第1の消去動
作タイミングを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a first erase operation timing in the fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4の実施例における第2の消去動
作タイミングを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a second erase operation timing in the fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第5の実施例を説明するための図で
ある。
FIG. 13 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第6の実施例における回路構成を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a circuit configuration according to a sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第6の実施例における書込み動作タ
イミングを示した図である。
FIG. 15 is a diagram showing a write operation timing in a sixth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第7の実施例における回路構成を示
す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a circuit configuration according to a seventh embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第8の実施例における回路構成を示
す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a circuit configuration according to an eighth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第7および8の実施例の動作のフロ
ーチャートを示す図である。
FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the seventh and eighth embodiments of the present invention.

【図19】本発明の第9の実施例における回路構成を示
す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a circuit configuration according to a ninth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第10の実施例における回路構成を
示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a circuit configuration according to a tenth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第10の実施例の動作のフローチャ
ートを示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a flowchart of the operation of the tenth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第11の実施例における全体図を示
す図である。
FIG. 22 is a diagram showing an overall view in an eleventh embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第11の実施例における書込みベリ
ファイワード線電圧とメモリセルしきい値電圧の関係を
示した図である。
FIG. 23 is a diagram showing a relationship between a write verify word line voltage and a memory cell threshold voltage in an eleventh embodiment of the present invention.

【図24】図22における書込み動作時のワード線印加
電圧例である。
FIG. 24 is an example of a word line applied voltage at the time of a write operation in FIG. 22;

【図25】本発明の第11の実施例における書込み4値
データとメモリセルの対応を示した図である。
FIG. 25 is a diagram showing correspondence between write four-level data and memory cells in an eleventh embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第11の実施例の書込み前メモリセ
ルしきい値を説明する図である。
FIG. 26 is a diagram illustrating a memory cell threshold value before writing according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第11の実施例における書込みによ
るメモリセルしきい値変化を説明する図である(その
1)。
FIG. 27 is a diagram illustrating a change in the memory cell threshold value due to writing in the eleventh embodiment of the present invention (part 1).

【図28】本発明の第11の実施例における書込みによ
るメモリセルしきい値変化を説明する図である(その
2)。
FIG. 28 is a diagram illustrating a change in the memory cell threshold value due to writing in the eleventh embodiment of the present invention (part 2).

【図29】本発明の第11の実施例における書込みによ
るメモリセルしきい値変化を説明する図である(その
3)。
FIG. 29 is a diagram illustrating a change in the memory cell threshold value due to writing in the eleventh embodiment of the present invention (part 3).

【図30】本発明の第11の実施例における読出しワー
ド線電圧とメモリセルのしきい値電圧の関係を示す図で
ある。
FIG. 30 is a diagram showing a relationship between a read word line voltage and a threshold voltage of a memory cell according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図31】本発明の第11の実施例における読出し動作
時のワード線印加電圧の例を示した図である。
FIG. 31 is a diagram showing an example of a word line applied voltage at the time of a read operation in the eleventh embodiment of the present invention.

【図32】本発明の第11の実施例における書込まれた
4値データとメモリセルの対応を示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing correspondence between written 4-level data and memory cells in the eleventh embodiment of the present invention.

【図33】本発明の第11の実施例におけるメモリセル
のしきい値と読出し2値データを示した図である(その
1)。
FIG. 33 is a diagram showing a threshold value of a memory cell and read binary data in the eleventh embodiment of the present invention (part 1).

【図34】本発明の第11の実施例におけるメモリセル
のしきい値と読出し2値データを示した図である(その
2)。
FIG. 34 is a diagram showing a threshold value and read binary data of a memory cell in an eleventh embodiment of the present invention (part 2).

【図35】本発明の第11の実施例におけるメモリセル
のしきい値と読出し2値データを示した図である(その
3)。
FIG. 35 is a diagram showing a threshold value and read binary data of a memory cell in an eleventh embodiment of the present invention (part 3).

【図36】従来のNOR型フラッシュメモリの構成図で
ある。
FIG. 36 is a configuration diagram of a conventional NOR flash memory.

【図37】従来のAND型フラッシュメモリの構成図で
ある。
FIG. 37 is a configuration diagram of a conventional AND flash memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M11〜M22:メモリセル、W1,W2: ワード
線、 D1,D2:データ線、WD:ワードデコーダ、 DS1〜DSn:ノード、 SD: ドレイン選択MOSトランジスタゲート信号
線、 SS: ソース選択MOSトランジスタゲート信号線、 DC: データ線ディスチャージMOSトランジスタゲ
ート信号線、 EL: メモリセルのウエル電圧、 CS:共通ソース配線、 1:書込みデータ変換回路、2:読出しデータ変換回
路、 3:メモリセルアレイ、4:センスラッチ、5:ビット
線、6:ワード線、 7:ワードドライバ、8:ロウデコーダ、9:電源切り
換え回路、 10:メインアンプ、11:カラムデコーダ、12:制
御回路、 13:アドレスバッファ、14:ベリファイ終了信号
M11 to M22: memory cell, W1, W2: word line, D1, D2: data line, WD: word decoder, DS1 to DSn: node, SD: drain selection MOS transistor gate signal line, SS: source selection MOS transistor gate signal Line, DC: data line discharge MOS transistor gate signal line, EL: memory cell well voltage, CS: common source line, 1: write data conversion circuit, 2: read data conversion circuit, 3: memory cell array, 4: sense latch 5, bit line, 6: word line, 7: word driver, 8: row decoder, 9: power supply switching circuit, 10: main amplifier, 11: column decoder, 12: control circuit, 13: address buffer, 14: verify End signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 正高 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 小森 和宏 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 久米 均 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 木村 勝高 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masataka Kato 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Komori Gojokami-cho, Kodaira-shi, Tokyo No. 20-1, Hitachi Semiconductor Co., Ltd.Semiconductor Division (72) Inventor Hitoshi Kume 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Tokyo, Japan Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. 280 Chome, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースを拡散層で形成されるサブソー
ス線に接続した上でソース選択MOSトランジスタを介
して共通ソース線に接続した構造を持つ不揮発性半導体
記憶装置において、メモリセルの電気的書込み動作を行
う際に浮遊ゲートとウェル間のトンネル現象を用いてチ
ャネル全面を介して浮遊ゲートに電子を注入し、消去動
作を行う際に浮遊ゲートとウェル間のトンネル現象を用
いてチャネル全面を介して浮遊ゲートから電子を引き抜
くことにより電気的書換えを行う動作方式を備え、デー
タ線とソース線の間に接続されたメモリセルに対して、
並列に1個または複数個のMOSトランジスタまたはダ
ミーメモリセルが接続されていて、書込み動作を行う
際、メモリセルのゲートに正電圧を印加する前に前記M
OSトランジスタまたはダミーメモリセルをON状態に
してデータ線とソース線を同電位にすることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory array in which nonvolatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed of metal wiring via a drain selection MOS transistor after being connected to a sub data line formed of a layer, and connected to a sub source line formed of a diffusion layer through a drain selection MOS transistor. In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure connected to a common source line via a source selection MOS transistor, when performing an electric write operation of a memory cell, a tunnel phenomenon between a floating gate and a well is used to pass through the entire channel. Injecting electrons into the floating gate and performing the erase operation, the tunneling phenomenon between the floating gate and the well is used to pass through the entire channel. Operation method to perform electrical rewriting by extracting electrons from the floating gate, and for the memory cell connected between the data line and the source line,
When one or a plurality of MOS transistors or dummy memory cells are connected in parallel and the write operation is performed, the M transistor is applied before a positive voltage is applied to the gate of the memory cell.
A nonvolatile semiconductor memory device in which an OS transistor or a dummy memory cell is turned on to set a data line and a source line to the same potential.
【請求項2】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースをサブデータ線と対になる拡散
層で形成されるサブソース線に接続した上でソース選択
MOSトランジスタを介して共通ソース線に接続した構
造を持つ不揮発性半導体記憶装置において、メモリセル
の電気的書込み動作を行う際に浮遊ゲートとウェル間の
トンネル現象を用いてチャネル全面を介して浮遊ゲート
に電子を注入し、消去動作を行う際に浮遊ゲートとウェ
ル間のトンネル現象を用いてチャネル全面を介して浮遊
ゲートから電子を引き抜くことにより電気的書換えを行
う動作方式を備え、データ線とソース線の間に接続され
たメモリセルに対して、並列に1個または複数個のMO
Sトランジスタまたはダミーメモリセルが接続されてい
て、書込み動作を行う際に、メモリセルのゲートに正電
圧を印加する前に前記MOSトランジスタまたはダミー
メモリセルをON状態にしてデータ線とソース線を同電
位にすることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
2. A memory array in which nonvolatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to and from a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed of metal wiring via a drain selection MOS transistor after being connected to a sub data line formed of a layer, and a source of a memory cell is formed of a diffusion layer paired with the sub data line In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure connected to a sub-source line and then connected to a common source line via a source selection MOS transistor, a tunnel phenomenon between a floating gate and a well occurs when an electric write operation of a memory cell is performed. Inject electrons into the floating gate through the entire surface of the channel using An operation method of electrically rewriting by extracting electrons from the floating gate through the entire surface of the channel by using one or a plurality of memory cells connected between the data line and the source line in parallel. MO
When an S transistor or a dummy memory cell is connected and the write operation is performed, the MOS transistor or the dummy memory cell is turned on before applying a positive voltage to the gate of the memory cell, and the data line and the source line are connected. A nonvolatile semiconductor memory device which is set to a potential.
【請求項3】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースをサブデータ線と対になる拡散
層で形成されるサブソース線に接続した上で、ソース選
択MOSトランジスタを介して共通ソース線に接続した
構造を持つ不揮発性半導体記憶装置において、メモリセ
ルの電気的書込み動作を行う際にメモリセルの浮遊ゲー
トにウェルに対して正の高電圧を印加することにより浮
遊ゲートとウェル間のトンネル現象を用いてチャネル全
面を介して浮遊ゲートに電子を注入し、消去動作を行う
際にメモリセルの制御ゲートにウェルに対して負の高電
圧を印加して浮遊ゲートとウェル間のトンネル現象を用
いてチャネル全面を介して浮遊ゲートから電子を引き抜
くことにより電気的書換えを行う動作方式を備え、デー
タ線とソース線の間に接続されたメモリセルに対して、
並列に1個または複数個のMOSトランジスタまたはダ
ミーメモリセルが接続されていて、書込み動作を行う際
に、メモリセルのゲートに正電圧を印加する前に前記M
OSトランジスタまたはダミーメモリセルをON状態に
してデータ線とソース線を同電位にすることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置。
3. A memory array in which nonvolatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to and from a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed of metal wiring via a drain selection MOS transistor after being connected to a sub data line formed of a layer, and a source of a memory cell is formed of a diffusion layer paired with the sub data line In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure connected to a sub-source line and connected to a common source line via a source selection MOS transistor, a well is connected to a floating gate of the memory cell when performing an electric write operation of the memory cell. The floating gate through the entire channel using the tunneling phenomenon between the floating gate and the well by applying a positive high voltage to the During the erasing operation, a high negative voltage is applied to the well to the control gate of the memory cell, and tunneling between the floating gate and the well is used to cause electrons from the floating gate to pass through the entire channel. The operation method of performing electrical rewriting by pulling out the data line, the memory cell connected between the data line and the source line,
One or a plurality of MOS transistors or dummy memory cells are connected in parallel, and when a write operation is performed, the M transistor is applied before a positive voltage is applied to the gate of the memory cell.
A nonvolatile semiconductor memory device in which an OS transistor or a dummy memory cell is turned on to set a data line and a source line to the same potential.
【請求項4】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースを拡散層で形成されるサブソー
ス線に接続した上でソース選択MOSトランジスタを介
して共通ソース線に接続した構造を持つ不揮発性半導体
記憶装置において、メモリセルの電気的書込み動作を行
う際にメモリセルの制御ゲートにウェルに対して正の高
電圧を印加することにより浮遊ゲートとウェル間のトン
ネル現象を用いてチャネル全面を介して浮遊ゲートに電
子を注入し、消去動作を行う際にメモリセルの制御ゲー
トにウェルに対して負の高電圧を印加して浮遊ゲートと
ウェル間のトンネル現象を用いてチャネル全面を介して
浮遊ゲートから電子を引き抜くことにより電気的書換え
を行う動作方式を備え、メモリセルの書込み動作を行う
前に、ゲートに高い正電圧を印加して浮遊ゲートへ電子
を注入する前に、電子の注入がおこらない程度の正電圧
をゲートに印加してメモリセルをON状態とし、データ
線とソース線を同電位にすることを特徴とする不揮発性
半導体記憶装置。
4. A memory array in which non-volatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed of metal wiring via a drain selection MOS transistor after being connected to a sub data line formed of a layer, and connected to a sub source line formed of a diffusion layer through a drain selection MOS transistor. In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure connected to a common source line via a source selection MOS transistor, a positive high voltage is applied to the control gate of the memory cell with respect to the well when performing an electric write operation of the memory cell. By applying a voltage to the floating gate and injecting electrons into the floating gate through the entire surface of the channel using the tunnel phenomenon between the well, the erase operation When rewriting, electrical rewriting is performed by applying a high negative voltage to the well to the control gate of the memory cell and extracting electrons from the floating gate through the entire channel using the tunnel phenomenon between the floating gate and the well. Before the write operation of the memory cell is performed, a high positive voltage is applied to the gate before applying a high positive voltage to the floating gate to inject electrons into the floating gate. A non-volatile semiconductor memory device, wherein a memory cell is turned on to set a data line and a source line to the same potential.
【請求項5】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースをサブデータ線と対になる拡散
層で形成されるサブソース線に接続した上で、ソース選
択MOSトランジスタを介して共通ソース線に接続した
構造を持つ不揮発性半導体記憶装置において、メモリセ
ルの電気的書込み動作を行う際にメモリセルの制御ゲー
トにウェルに対して正の高電圧を印加することにより浮
遊ゲートとウェル間のトンネル現象を用いてチャネル全
面を介して浮遊ゲートに電子を注入し、消去動作を行う
際にメモリセルの制御ゲートにウェルに対して負の高電
圧を印加して浮遊ゲートとウェル間のトンネル現象を用
いてチャネル全面を介して浮遊ゲートから電子を引き抜
くことにより電気的書換えを行う動作方式を備え、メモ
リセルの書込み動作を行う前に、ゲートに高い正電圧を
印加して浮遊ゲートへ電子を注入する前に、電子の注入
がおこらない程度の正電圧をゲートに印加してメモリセ
ルをON状態とし、データ線とソース線を同電位にする
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
5. A memory array in which nonvolatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed of metal wiring via a drain selection MOS transistor after being connected to a sub data line formed of a layer, and a source of a memory cell is formed of a diffusion layer paired with the sub data line In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure connected to a sub-source line and connected to a common source line via a source selection MOS transistor, a well is connected to a control gate of the memory cell when performing an electric write operation of the memory cell. The floating gate through the entire channel using the tunneling phenomenon between the floating gate and the well by applying a positive high voltage to the During the erasing operation, a high negative voltage is applied to the well to the control gate of the memory cell, and tunneling between the floating gate and the well is used to cause electrons from the floating gate to pass through the entire channel. An operation method in which electrical rewriting is performed by pulling out the gate, before the write operation of the memory cell is performed, before a high positive voltage is applied to the gate to inject electrons into the floating gate, and electrons are not injected. Wherein the memory cell is turned on by applying the positive voltage to the gate, and the data line and the source line are set to the same potential.
【請求項6】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースをサブデータ線に接続した上で
ソース選択MOSトランジスタを介して共通ソース線に
接続した構造を持つ不揮発性半導体記憶装置において、
メモリセルの電気的書込み動作を行う際に浮遊ゲートと
ウェル間のトンネル現象を用いてチャネル全面を介して
浮遊ゲートに電子を注入し、消去動作を行う際に浮遊ゲ
ートとウェル間のトンネル現象を用いてチャネル全面を
介して浮遊ゲートから電子を引き抜くことにより電気的
書換えを行う動作方式を備え、消去動作を行う際に対象
となる全てのメモリセルのしきい値電圧が第1の電圧以
下となるまで消去動作を行う第1の消去と、しきい値電
圧が第2の電圧以下であるメモリセルについてのみ選択
的に浮遊ゲートに電子を注入する書き戻しを行う第2の
消去によって行われることを特徴とする不揮発性半導体
記憶装置。
6. A memory array in which nonvolatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to and from a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed by metal wiring via a drain selection MOS transistor via a drain selection MOS transistor, connected to a sub data line formed of a layer, and connected to a source selection MOS transistor by connecting a source of a memory cell to the sub data line. A nonvolatile semiconductor memory device having a structure connected to a common source line via
Electrons are injected into the floating gate through the entire surface of the channel using the tunneling phenomenon between the floating gate and the well during the electrical writing operation of the memory cell, and the tunneling phenomenon between the floating gate and the well is performed during the erasing operation. And an operation method of electrically rewriting by extracting electrons from the floating gate through the entire surface of the channel by using the semiconductor memory device. When the erase operation is performed, the threshold voltages of all the memory cells to be erased are set to be equal to or lower than the first voltage. A first erasing operation until an erasing operation is performed, and a second erasing operation in which writing back is performed by selectively injecting electrons into a floating gate only for a memory cell having a threshold voltage equal to or lower than a second voltage. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースをサブデータ線と対になる拡散
層で形成されるサブソース線に接続した上でソース選択
MOSトランジスタを介して共通ソース線に接続した構
造を持つ不揮発性半導体記憶装置において、メモリセル
の電気的書込み動作を行う際に浮遊ゲートとウェル間の
トンネル現象を用いてチャネル全面を介して浮遊ゲート
に電子を注入し、消去動作を行う際に浮遊ゲートとウェ
ル間のトンネル現象を用いてチャネル全面を介して浮遊
ゲートから電子を引き抜くことにより電気的書換えを行
う動作方式を備え、消去動作を行う際に対象となる全て
のメモリセルのしきい値電圧が第1の電圧以下となるま
で消去動作を行う第1の消去と、しきい値電圧が第2の
電圧以下であるメモリセルについてのみ選択的に浮遊ゲ
ートに電子を注入する書き戻しを行う第2の消去によっ
て行われることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
7. A memory array in which nonvolatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to and from a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed of metal wiring via a drain selection MOS transistor after being connected to a sub data line formed of a layer, and a source of a memory cell is formed of a diffusion layer paired with the sub data line In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure connected to a sub-source line and then connected to a common source line via a source selection MOS transistor, a tunnel phenomenon between a floating gate and a well occurs when an electric write operation of a memory cell is performed. Inject electrons into the floating gate through the entire surface of the channel using And an operation method of electrically rewriting by extracting electrons from the floating gate through the entire surface of the channel by using the semiconductor memory device. When the erase operation is performed, the threshold voltages of all the memory cells to be erased are set to be equal to or lower than the first voltage. A first erasing operation until an erasing operation is performed, and a second erasing operation in which writing back is performed by selectively injecting electrons into a floating gate only for a memory cell having a threshold voltage equal to or lower than a second voltage. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項8】 半導体基板中に形成されたウェル領域中
に電気的に浮遊ゲートへの書込み消去が可能な不揮発性
半導体メモリセルをマトリクス状に配置したメモリアレ
イを備え、メモリセルのドレインを拡散層で形成される
サブデータ線に接続した上でドレイン選択MOSトラン
ジスタを介して金属配線で形成されるデータ線に接続
し、メモリセルのソースをサブデータ線と対になる拡散
層で形成されるサブソース線に接続した上でソース選択
MOSトランジスタを介して共通ソース線に接続した構
造を持つ不揮発性半導体記憶装置において、メモリセル
の電気的書込み動作を行う際にメモリセルの制御ゲート
にウェルに対して正の高電圧を印加することにより浮遊
ゲートとウェル間のトンネル現象を用いてチャネル全面
を介して浮遊ゲートに電子を注入し、消去動作を行う際
にメモリセルの制御ゲートにウェルに対して負の高電圧
を印加して浮遊ゲートとウェル間のトンネル現象を用い
てチャネル全面を介して浮遊ゲートから電子を引き抜く
ことにより電気的書換えを行う動作方式を備え、消去動
作を行う際に、対象となる全てのメモリセルのしきい値
電圧が第1の電圧以下となるまでウェルに対して制御ゲ
ートに負の高電圧を印加する第1の消去と、しきい値電
圧が第2の電圧以下であるメモリセルについてのみウェ
ル,ソース,ドレインに対して制御ゲートに正電圧を印
加し、選択的に浮遊ゲートへ電子を注入する書き戻し動
作を行い、しきい値電圧が第2の電圧以上のメモリセル
についてはウェルに対して制御ゲートに正の高電圧を印
加し、ソースとドレインにウェルよりも高い正の電圧を
印加して書き戻し動作を行わない第2の消去動作によっ
て行われることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
8. A memory array in which nonvolatile semiconductor memory cells capable of electrically writing and erasing data to and from a floating gate are arranged in a matrix in a well region formed in a semiconductor substrate, and a drain of the memory cell is diffused. Connected to a data line formed of metal wiring via a drain selection MOS transistor after being connected to a sub data line formed of a layer, and a source of a memory cell is formed of a diffusion layer paired with the sub data line In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure in which the memory cell is connected to a sub-source line and then connected to a common source line via a source selection MOS transistor, a control gate of the memory cell is connected to a well when an electric write operation of the memory cell is performed. By applying a positive high voltage to the floating gate through the entire channel using the tunneling phenomenon between the floating gate and the well At the time of injecting electrons and performing an erase operation, a high negative voltage is applied to the well to the control gate of the memory cell, and electrons are emitted from the floating gate through the entire channel using the tunnel phenomenon between the floating gate and the well. An operation method of performing electrical rewriting by pulling out is provided. When performing an erasing operation, a negative voltage is applied to the control gate with respect to the well until the threshold voltages of all target memory cells become equal to or lower than the first voltage. A positive voltage is applied to the control gate to the well, source, and drain only for the first erase in which a high voltage is applied and only for the memory cell whose threshold voltage is lower than the second voltage, and selectively to the floating gate. A write-back operation of injecting electrons is performed. For a memory cell having a threshold voltage equal to or higher than the second voltage, a positive high voltage is applied to the control gate with respect to the well, and the source and the drain are applied with a higher voltage than the well. The nonvolatile semiconductor memory device which comprises carrying out the second erasing operation is not performed write-back operation by applying a voltage of ITadashi.
【請求項9】 前記消去動作において、第1の電圧が第
2の電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項
6〜8のいずれか1項に記載の不揮発性半導体記憶装
置。
9. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein in the erasing operation, the first voltage is higher than the second voltage.
【請求項10】 前記消去動作において、書き戻し動作
後のしきい値電圧が所定の電圧以上のメモリセルが存在
する場合に、エラー信号を外部に出力する機能を備える
ことを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の
不揮発性半導体記憶装置。
10. The erase operation has a function of outputting an error signal to the outside when there is a memory cell whose threshold voltage after a write-back operation is equal to or higher than a predetermined voltage. 10. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of 6 to 9.
【請求項11】 前記消去動作において、書き戻し動作
後のしきい値電圧が所定の電圧以上のメモリセルが存在
する場合に、消去対象の全てのメモリセルに書き込み動
作を行い、しきい値電圧を高くする機能を備えることを
特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載の不揮
発性半導体記憶装置。
11. In the erase operation, when there is a memory cell whose threshold voltage after a write-back operation is equal to or higher than a predetermined voltage, a write operation is performed on all memory cells to be erased, 11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein the nonvolatile semiconductor memory device has a function of increasing the threshold voltage.
【請求項12】 前記消去動作において、書き戻し動作
後のしきい値電圧が所定の電圧以上のメモリセルが存在
する場合に、消去対象のワード線に設けられた管理ビッ
トにエラーの情報を書込むことを特徴とする請求項6〜
11のいずれか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
12. In the erase operation, when there is a memory cell whose threshold voltage after a write-back operation is equal to or higher than a predetermined voltage, error information is written to a management bit provided in a word line to be erased. 7. The method according to claim 6, wherein
12. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of items 11 to 11.
【請求項13】 前記メモリセルの書込みおよび消去動
作を行う際に、対象メモリセルのソースとドレインをウ
ェルと同電位とするとともに制御ゲートにウェルに対し
て正または負の電圧を印加することを特徴とする請求項
1〜12のいずれか1項に記載の不揮発性半導体記憶装
置。
13. When writing and erasing the memory cell, the source and the drain of the target memory cell are set to the same potential as the well, and a positive or negative voltage is applied to the control gate to the well. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein
【請求項14】 前記メモリセルの書込み動作の際に、
サブソース線を開放状態とすることを特徴とする請求項
1〜13のいずれか1項に記載の不揮発性半導体記憶装
置。
14. A writing operation for said memory cell,
14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the sub-source line is in an open state.
【請求項15】 前記書込み後のしきい値電圧と前記消
去後のしきい値電圧がともに正電圧であるか、または前
記書込み後のしきい値電圧が正電圧で消去後のしきい値
電圧が負電圧であることを特徴とする請求項1〜14の
いずれか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
15. The threshold voltage after writing and the threshold voltage after erasing are both positive voltages, or the threshold voltage after writing is positive and the threshold voltage after erasing. 15. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein is a negative voltage.
【請求項16】 前記メモリセルの書込み動作を行う際
に、書込み動作を複数回に分け、回数の増加にともなっ
て書込み対象であるメモリセルのデータ線電圧およびソ
ース線電圧を下げていく手段を備えることを特徴とする
請求項1〜15のいずれか1項に記載の不揮発性半導体
記憶装置。
16. A means for dividing the write operation into a plurality of times when performing the write operation on the memory cell, and reducing the data line voltage and the source line voltage of the memory cell to be written as the number of times increases. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising:
【請求項17】 2以上の前記データ線によって1つの
センスラッチを共有することを特徴とする請求項1〜1
6のいずれか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
17. The method according to claim 1, wherein one sense latch is shared by two or more of said data lines.
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6.
【請求項18】 1本のデータ線および1つのセンスラ
ッチを、2以上のサブデータ線で共有することを特徴と
する請求項1〜17のいずれか1項に記載の不揮発性半
導体記憶装置。
18. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein one data line and one sense latch are shared by two or more sub data lines.
【請求項19】 前記センスラッチを共有しているデー
タ線またはサブデータ線の本数回に分けて書込み動作を
行う手段を有することを特徴とする請求項17または1
8記載の不揮発性半導体記憶装置。
19. The data processing apparatus according to claim 17, further comprising means for performing a write operation by dividing the number of data lines or sub data lines sharing the sense latch into several.
9. The nonvolatile semiconductor memory device according to 8.
【請求項20】 前記書込み動作を行う際、書込みを行
わないメモリセルが接続されているデータ線は、正電圧
を充電した後に開放状態とし、続いて書込みを行うメモ
リセルが接続されているデータ線には書込み情報に応じ
た電圧を印加し、その後制御ゲートにウェルに対して正
の高電圧を印加する手段を備えることを特徴とする請求
項17〜19のいずれか1項に記載の不揮発性半導体記
憶装置。
20. When performing the write operation, a data line to which a memory cell to be written is not connected is opened after charging a positive voltage, and then a data line to which a memory cell to be written is connected is connected. 20. The nonvolatile memory according to claim 17, further comprising means for applying a voltage corresponding to write information to the line, and thereafter applying a positive high voltage to the control gate to the well. Semiconductor memory device.
【請求項21】 1メモリセルに2ビット以上の情報を
書込むことができ、かつその情報を読出すことができる
手段を備えることを特徴とする請求項1〜20のいずれ
か1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
21. The apparatus according to claim 1, further comprising means capable of writing information of 2 bits or more in one memory cell and reading the information. Nonvolatile semiconductor memory device.
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