JP2000100189A - 1-chip microcomputer - Google Patents

1-chip microcomputer

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JP2000100189A
JP2000100189A JP27354298A JP27354298A JP2000100189A JP 2000100189 A JP2000100189 A JP 2000100189A JP 27354298 A JP27354298 A JP 27354298A JP 27354298 A JP27354298 A JP 27354298A JP 2000100189 A JP2000100189 A JP 2000100189A
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JP
Japan
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nonvolatile memory
voltage
data
group
memory
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Application number
JP27354298A
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Japanese (ja)
Inventor
Masamitsu Hashimoto
正光 橋本
Kazuyoshi Takemasa
和義 武政
Takashi Asami
隆 浅見
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To extend the life of a non-volatile memory caused by read failure by changing a read voltage being stored at the specific address region of the non-volatile memory by a control circuit in advance based on the reference result of a group of nonvolatile memories for reference. SOLUTION: A group of non-volatile memories 40 for reference are arranged at the end part of memory arrays 41 and 42 at left and right sides. Data is written to all of the group of non-volatile memories 40 for reference with inferior characteristics as compared with the group of non-volatile memories for reference. Then, when a control circuit 44 detects that state changes from this state to that where data has been erased via a sense amplifier 43, the control circuit 44 changes to a desired voltage out of read voltages being stored at a predetermined address region of the group of non-volatile memories in advance. More specifically, data is written to the group of non-volatile memories 40 with inferior characteristics and control is made so that a voltage to be applied to a word line can be lowered when data has been erased.

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、電気消去が可能な
不揮発性メモリ(例えば、フラッシュメモリ)を内蔵し
た1チップマイクロコンピュータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a one-chip microcomputer having a built-in electrically erasable nonvolatile memory (for example, a flash memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は一般的なスプリットゲート型の不
揮発性メモリのプログラム状態を示すセル構造図であ
り、(1)はコントロールゲート、(2)はフローティ
ングゲート、(3)はドレイン、(4)はソースを示し
ている。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a cell structure diagram showing a programmed state of a general split gate type nonvolatile memory, wherein (1) is a control gate, (2) is a floating gate, (3) is a drain, and ( 4) indicates a source.

【0003】図7の不揮発性メモリをプログラム状態と
する場合、例えば、コントロールゲート(1)、ドレイ
ン(3)、ソース(4)に各々2ボルト、0ボルト、1
2ボルトの電圧を印加する。すると、コントロールゲー
ト(1)及びフローティングゲート(2)間とフローテ
ィングゲート(2)及びソース(4)間とが容量結合さ
れており(コントロールゲート(1)及びフローティン
グゲート(2)間の容量>フローティングゲート(2)
及びソース(4)間の容量)、この容量結合比によりフ
ローティングゲート(2)は、実際は電圧印加を受けな
いが、結果として例えば11ボルトの高電圧印加を受け
たのと等価状態となる。
When the nonvolatile memory shown in FIG. 7 is set to a program state, for example, 2 volts, 0 volt, and 1 volt are applied to the control gate (1), the drain (3), and the source (4), respectively.
Apply a voltage of 2 volts. Then, the capacity between the control gate (1) and the floating gate (2) and the capacity between the floating gate (2) and the source (4) are capacitively coupled (capacitance between the control gate (1) and the floating gate (2)> floating). Gate (2)
And the capacitance between the source (4)) and the capacitive coupling ratio, the floating gate (2) is not actually applied with a voltage, but as a result, is in an equivalent state to the application of a high voltage of, for example, 11 volts.

【0004】これより、ドレイン(3)及びソース
(4)の間に電子が連なるチャネルが形成され、当該チ
ャネルの中のホットエレクトロンが絶縁膜(図示せず)
を介してフローティングゲート(2)に注入され、フロ
ーティングゲート(2)は負に帯電した状態となる。こ
れが不揮発性メモリセルのプログラム状態である。図8
はプログラム状態の不揮発性メモリの読み出し状態を示
すセル構造図、図9はプログラム状態ではない不揮発性
メモリの読み出し状態を示すセル構造図である。
As a result, a channel is formed between the drain (3) and the source (4) where electrons continue, and hot electrons in the channel are converted into an insulating film (not shown).
, And is injected into the floating gate (2), and the floating gate (2) is in a negatively charged state. This is the program state of the nonvolatile memory cell. FIG.
Is a cell structure diagram showing a read state of the nonvolatile memory in a program state, and FIG. 9 is a cell structure diagram showing a read state of the nonvolatile memory in a non-program state.

【0005】図8及び図9の何れの不揮発性メモリも読
み出し状態とする場合は、例えば、コントロールゲート
(1)、ドレイン(3)、ソース(4)に各々5ボル
ト、2ボルト、0ボルトを印加する。図8の場合、フロ
ーティングゲート(2)に電子が注入されているため、
ドレイン(3)及びソース(4)の間にチャネルが形成
されず、不揮発性メモリセルはオフする。一方、図9の
場合、フローティングゲート(2)に電子が存在しない
ため、ドレイン(3)及びソース(4)の間にチャネル
が形成され、不揮発性メモリセルはオンする。
When the nonvolatile memory shown in FIGS. 8 and 9 is set to the read state, for example, 5 volts, 2 volts, and 0 volts are applied to the control gate (1), the drain (3), and the source (4), respectively. Apply. In the case of FIG. 8, since electrons are injected into the floating gate (2),
No channel is formed between the drain (3) and the source (4), and the nonvolatile memory cell is turned off. On the other hand, in the case of FIG. 9, since no electrons exist in the floating gate (2), a channel is formed between the drain (3) and the source (4), and the nonvolatile memory cell is turned on.

【0006】図6は不揮発性メモリセルのプログラム状
態に応じて論理値「0」又は「1」を出力するためのブ
ロック図であり、(5)は不揮発性メモリセル、(6)
はセンスアンプであり、センスアンプ(6)は不揮発性
メモリセル(5)の出力電流と基準電流Irefとの比
較結果に応じて電圧値0ボルト(論理値「0」)又は電
圧値5ボルト(論理値「1」)を出力するものである。
FIG. 6 is a block diagram for outputting a logical value "0" or "1" according to a program state of a nonvolatile memory cell, (5) is a nonvolatile memory cell, and (6)
Denotes a sense amplifier. The sense amplifier (6) has a voltage value of 0 volt (logical value "0") or a voltage value of 5 volt (5 volts) depending on the comparison result between the output current of the nonvolatile memory cell (5) and the reference current Iref. (Logical value "1").

【0007】不揮発性メモリセル(5)が図8のように
プログラム状態の場合、センスアンプ(6)は、不揮発
性メモリセル(5)の出力電流が基準電流Irefより
小さいことを検出して論理値「0」を出力する。一方、
不揮発性メモリセル(5)が図9のようにプログラム状
態となっていない場合、センスアンプ(6)は、不揮発
性メモリセル(5)の出力電流が基準電流Irefより
大きいことを検出して論理値「1」を出力する。
When the nonvolatile memory cell (5) is in the programmed state as shown in FIG. 8, the sense amplifier (6) detects that the output current of the nonvolatile memory cell (5) is smaller than the reference current Iref, and performs a logic operation. The value "0" is output. on the other hand,
When the nonvolatile memory cell (5) is not in the programmed state as shown in FIG. 9, the sense amplifier (6) detects that the output current of the nonvolatile memory cell (5) is larger than the reference current Iref, and performs the logic operation. The value "1" is output.

【0008】図10は不揮発性メモリの消去状態を示す
セル構造図であり、例えば、コントロールゲート(1)
に14ボルト、ドレイン(3)及びソース(4)に0ボ
ルトを印加する。すると、フローティングゲート(2)
に注入された電子は絶縁膜を介してコントロールゲート
(1)側へ移動してしまう。しかし、ドレイン(3)及
びソース(4)は同電位のため、チャネルが形成される
ことはない。これが不揮発性メモリセルの消去状態であ
る。
FIG. 10 is a cell structure diagram showing an erased state of a nonvolatile memory, for example, a control gate (1).
14 volts and 0 volts to the drain (3) and source (4). Then, the floating gate (2)
The electrons injected into the semiconductor device move to the control gate (1) via the insulating film. However, since the drain (3) and the source (4) have the same potential, no channel is formed. This is the erased state of the nonvolatile memory cell.

【0009】このように、不揮発性メモリのプログラム
状態、読み出し状態、消去状態に応じて、コントロール
ゲート(1)、ドレイン(3)、ソース(4)へ、固定
された電圧を固定された時間だけ印加していた。
Thus, the fixed voltage is applied to the control gate (1), the drain (3), and the source (4) for a fixed time according to the program state, the read state, and the erase state of the nonvolatile memory. Had been applied.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
不揮発性メモリを内蔵した1チップマイクロコンピュー
タにおいて、不揮発性メモリをROM的に使用する用途
の場合、データ保持特性が重要になる。
In a one-chip microcomputer having such a built-in nonvolatile memory, when the nonvolatile memory is used as a ROM, data retention characteristics are important.

【0011】特に、図11に示すメモリセルアレイ構造
では、点線円で示す非選択セルの印加電圧条件が、コン
トロールゲート(1)(ワードラインWL)に印加する
電圧(5V)の高さ以外は、上述した消去状態(このと
きの印加電圧は、上述したように14Vである。)と同
じである。そのため、読み出し動作が繰り返されること
によりフローティングゲート(2)に注入された電子
が、徐々にコントロールゲート(1)側へ移動してしま
い、読み出し不良を引き起こす要因となっていた。特
に、電源電圧が高い用途である場合に顕著であった。
In particular, in the memory cell array structure shown in FIG. 11, except for the voltage applied to the non-selected cells indicated by the dotted circle, except for the level of the voltage (5V) applied to the control gate (1) (word line WL), This is the same as the above-described erased state (the applied voltage at this time is 14 V as described above). Therefore, the electrons injected into the floating gate (2) gradually move to the control gate (1) side due to the repetition of the read operation, causing a read failure. In particular, it was remarkable when the power supply voltage was high.

【0012】従って、本発明は読み出し不良が発生する
前に、不揮発性メモリの読み出し電圧の大きさを制御で
きる1チップマイクロコンピュータを提供することを目
的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a one-chip microcomputer capable of controlling the magnitude of a read voltage of a nonvolatile memory before a read failure occurs.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題を解決するためになされたものであり、データを電気
消去でき且つデータを書き込み及び読み出しできる不揮
発性メモリをプログラムメモリとして内蔵した1チップ
マイクロコンピュータにおいて、メモリセルアレイ内の
不揮発性メモリ(7)に比して特性の劣る参照用の不揮
発性メモリ群(40)を設けて、前記参照用の不揮発性
メモリ群(40)の参照結果に基づいて、制御回路(4
4)により予め前記不揮発性メモリ(7)の特定アドレ
ス領域に格納されている読み出し電圧を変更することを
特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has been made in consideration of the above circumstances, and has been made in consideration of the above circumstances. In the microcomputer, a reference non-volatile memory group (40) having inferior characteristics to the non-volatile memory (7) in the memory cell array is provided, and a reference result of the reference non-volatile memory group (40) is obtained. Based on the control circuit (4
According to 4), the read voltage previously stored in the specific address area of the nonvolatile memory (7) is changed.

【0014】また、前記参照用の不揮発性メモリ群(4
0)は、内部の不揮発性メモリ(7)に比してゲート長
が長いセル構造であるか、ゲート幅が短いセル構造であ
り、全ての参照用の不揮発性メモリ群(40)に対し
て、プログラム状態(「0」状態)に設定されているこ
とを特徴とするものである。
The reference nonvolatile memory group (4)
0) is a cell structure having a longer gate length or a shorter gate width than the internal nonvolatile memory (7), and is provided for all the reference nonvolatile memory groups (40). , The program state (“0” state).

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に従っ
て具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0016】図2は本発明の1チップマイクロコンピュ
ータを示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a one-chip microcomputer according to the present invention.

【0017】図2において、(7)は不揮発性メモリ
(例えば、不揮発性メモリ)であり、データを電気消去
でき且つデータを繰り返し書き込み及び読み出しでき、
1チップマイクロコンピュータを動作制御するためのプ
ログラムデータが主として格納されるものである。不揮
発性メモリ(7)を構成するメモリセル(5)は、通
常、図7乃至図10の状態でデータの書き込み、読み出
し、消去が実行される。不揮発性メモリ(7)の特定ア
ドレス領域a,b,c,dには、各々、不揮発性メモリ
(7)の書き込み電圧の大きさ又は時間を制御するため
の制御データA,不揮発性メモリ(7)の消去電圧の大
きさ又は時間を制御するための制御データB,読み出し
電圧の大きさ又は時間を制御するための制御データC,
不揮発性メモリ(7)の読み出し時におけるセンスアン
プ(6)の基準電圧Vref(基準電流Irefに対応
する)の大きさを制御するための制御データD等が、予
め書き込まれている。
In FIG. 2, reference numeral (7) denotes a nonvolatile memory (for example, a nonvolatile memory), which can electrically erase data and can repeatedly write and read data.
It mainly stores program data for controlling the operation of the one-chip microcomputer. In the memory cell (5) constituting the nonvolatile memory (7), data writing, reading, and erasing are normally performed in the states shown in FIGS. The control data A and the nonvolatile memory (7) for controlling the magnitude or time of the write voltage of the nonvolatile memory (7) are respectively stored in the specific address areas a, b, c, and d of the nonvolatile memory (7). )) Control data B for controlling the magnitude or time of the erase voltage, control data C for controlling the magnitude or time of the read voltage,
Control data D for controlling the magnitude of the reference voltage Vref (corresponding to the reference current Iref) of the sense amplifier (6) when reading the nonvolatile memory (7) is written in advance.

【0018】(8)はプログラムカウンタであり、不揮
発性メモリ(7)をアドレス指定するものである。
(9)はインストラクションレジスタであり、不揮発性
メモリ(7)の読み出しデータを保持するものである。
(10)はインストラクションデコーダであり、インス
トラクションレジスタ(9)の保持データを解読し、1
チップマイクロコンピュータの各種動作を実行するため
の制御信号を出力するものである。(11A)(11
B)(11C)はレジスタであり、インストラクション
レジスタ(9)に保持されたアドレスa,b,cの制御
データA,B,Cをデータバス(13)を介して保持す
るものである。尚、不揮発性メモリ(7)のアドレスd
の制御データDは読み出し時の参照用の制御データであ
り、この制御データDはセンスアンプ(6)の基準電圧
部と直接接続され、1チップマイクロコンピュータの初
期化と同時に基準電圧Vrefが設定される構成となっ
ている。また、不揮発性メモリ(7)の消去動作は1ペ
ージ単位(例えば128バイト)で実行されるものであ
り、特定アドレス領域a,b,c,dの制御データA,
B,C,Dが消去動作と同時に一括して消去される不都
合はない。
(8) is a program counter for addressing the nonvolatile memory (7).
(9) is an instruction register which holds data read from the nonvolatile memory (7).
(10) is an instruction decoder which decodes data held in the instruction register (9) and
It outputs a control signal for executing various operations of the chip microcomputer. (11A) (11
B) (11C) is a register for holding the control data A, B, C of the addresses a, b, c held in the instruction register (9) via the data bus (13). The address d of the nonvolatile memory (7)
Is the control data for reference at the time of reading. This control data D is directly connected to the reference voltage section of the sense amplifier (6), and the reference voltage Vref is set simultaneously with the initialization of the one-chip microcomputer. Configuration. Further, the erasing operation of the nonvolatile memory (7) is executed in units of one page (for example, 128 bytes), and the control data A,
There is no inconvenience that B, C, and D are collectively erased simultaneously with the erasing operation.

【0019】図3は、書き込み時間,消去時間及び読み
出し時間を制御するための回路ブロック図である。尚、
不揮発性メモリ(7)のアドレスa,b,cには書き込
み時間、消去時間及び読み出し時間を制御するための制
御データA,B,Cが、予め書き込まれているものとす
る。図3において、(14)はカウンタであり、複数個
のTフリップフロップをカスケード接続して構成されて
いる。ANDゲート(15)(16)(17)及びOR
ゲート(18)は切換回路を構成し、ANDゲート(1
5)(16)(17)の一方の入力端子にはカウンタ
(14)の特定の分周出力X1、X2、X3(例えば
0.4msec、0.8msec、1.6msec)が
印加される。レジスタ(11)には分周出力X1、X
2、X3の何れか1個を選択するための制御ビットY
1、Y2、Y3が保持される。レジスタ(11A)の各
ビットはANDゲート(15)(16)(17)の他方
の入力端子と接続される。制御ビットY1,Y2,Y3
は分周出力X1、X2、X3を選択する時に論理値
「1」となる。従って、諭理値「1」の制御ビットY
1,Y2,Y3の何れか1個に対応した分周出力X1,
X2,X3の何れか1個がORゲート(18)から出力
され、図7の電圧印加時間が制御される。例えば、不揮
発性メモリ(7)の書き込み特性に応じて、電圧印加時
間が0.4msecでは不十分であるが0.8msec
では十分である場合、制御ビットY2のみが論理値
「1」となり、カウンタ(14)の分周出力X2に基づ
いて書き込みが実行される。尚、消去動作や読み出し動
作のためのレジスタ(11B)(11C)についても、
図3と同様の構成が設けられる。
FIG. 3 is a circuit block diagram for controlling the write time, the erase time, and the read time. still,
It is assumed that control data A, B, and C for controlling a writing time, an erasing time, and a reading time are written in advance at addresses a, b, and c of the nonvolatile memory (7). In FIG. 3, reference numeral (14) denotes a counter, which is configured by cascade-connecting a plurality of T flip-flops. AND gate (15) (16) (17) and OR
The gate (18) forms a switching circuit, and the AND gate (1
5) Specific frequency division outputs X1, X2, X3 (for example, 0.4 msec, 0.8 msec, 1.6 msec) of the counter (14) are applied to one input terminal of (16) and (17). Register (11) has frequency-divided outputs X1, X
Control bit Y for selecting one of X2 and X3
1, Y2 and Y3 are held. Each bit of the register (11A) is connected to the other input terminal of the AND gates (15), (16), and (17). Control bits Y1, Y2, Y3
Becomes a logical value "1" when selecting the divided outputs X1, X2, X3. Therefore, the control bit Y of the logic value "1"
1, Y2, and Y3, corresponding to any one of the divided outputs X1,
One of X2 and X3 is output from the OR gate (18), and the voltage application time in FIG. 7 is controlled. For example, depending on the write characteristics of the nonvolatile memory (7), the voltage application time of 0.4 msec is not sufficient, but 0.8 msec.
Is sufficient, only the control bit Y2 becomes the logical value "1", and the writing is executed based on the divided output X2 of the counter (14). The registers (11B) and (11C) for the erase operation and the read operation are also
A configuration similar to that of FIG. 3 is provided.

【0020】図4は、書き込み電圧,消去電圧及び読み
出し電圧を制御するための回路ブロック図である。尚、
不揮軍発性メモリ(7)のアドレスa,b,cには書き
込み電圧,消去電圧及び読み出し電圧を制御するための
制御データA,B,Cが、不揮発性メモリ(7)のそれ
ぞれの動作特性に応じて、書き込まれているものとす
る。図4において、(19)は高電圧発生回路であり、
電圧VPPを発生する。高電圧発生回路(19)の出力
にはツエナーダイオード(20)のカソードが接続さ
れ、ツエナーダイオード(20)のアノード側にはp
個、q個、r個(p>q>r)のダイオードの直列体
(21)(22)(23)が並列接続される。また、ツ
エナーダイオード(20)のアノードとダイオードの直
列体(21)(22)(23)との間には、高電圧発生
回路(19)の出力と接地との間でツエナーダイオード
(20)とダイオードの直列体(21)(22)(2
3)の何れか1つとを選択的に接続又は遮断するNMO
Sトランジスタ(24)(25)(26)のドレインソ
ース路が介挿され、NMOSトランジスタ(24)(2
5)(26)のゲートはレジスタ(11A)の各ビット
と接続されて制御される。尚、NMOSトランジスタ
(24)(25)(26)がオフしている時、NMOS
トランジスタ(24)のみがオフしている時、NMOS
トランジスタ(25)のみがオフしている時、NMOS
トランジスタ(26)のみがオフしている時の順で、高
電圧発生回路(19)の出力VPPは低くなる。例え
ば、不揮発性メモリ(7)の書き込み特性に応じて、電
圧印加時間を一定とした条件の下で書き込み電圧がNM
OSトランジスタ(26)をオンした時のレベルでは不
十分であるが、NMOSトランジスタ(25)をオンし
た時のレベルでは十分である場合、制御ビットY2のみ
が論理値「1」となり、図7のソース電圧が制御され
る。尚、消去動作や読み出し動作のためのレジスタ(1
1B)(11C)についても、図4と同様の構成が設け
られる。この場合、図10のコントロールゲート電圧が
制御される。
FIG. 4 is a circuit block diagram for controlling a write voltage, an erase voltage, and a read voltage. still,
The control data A, B, and C for controlling the write voltage, the erase voltage, and the read voltage are stored at addresses a, b, and c of the non-volatile memory (7), respectively. It is assumed that the information is written according to the characteristics. In FIG. 4, (19) is a high voltage generation circuit,
A voltage VPP is generated. The output of the high-voltage generating circuit (19) is connected to the cathode of a Zener diode (20), and the anode of the Zener diode (20) is connected to p.
, Q, and r (p>q> r) diode series bodies (21), (22), and (23) are connected in parallel. Further, between the anode of the Zener diode (20) and the diode series bodies (21), (22) and (23), the Zener diode (20) is connected between the output of the high voltage generating circuit (19) and the ground. Diode series body (21) (22) (2
NMO for selectively connecting or disconnecting with any one of 3)
The drain-source paths of the S-transistors (24), (25), (26) are inserted, and the NMOS transistors (24), (2)
5) The gate of (26) is connected to and controlled by each bit of the register (11A). When the NMOS transistors (24), (25) and (26) are off, the NMOS transistors
NMOS when only transistor (24) is off
NMOS when only transistor (25) is off
The output VPP of the high voltage generating circuit (19) becomes lower in the order in which only the transistor (26) is turned off. For example, according to the write characteristics of the nonvolatile memory (7), the write voltage is NM under the condition that the voltage application time is fixed.
When the level when the OS transistor (26) is turned on is not sufficient, but when the level when the NMOS transistor (25) is turned on is sufficient, only the control bit Y2 has the logical value "1", and FIG. The source voltage is controlled. The register (1
1B) and (11C), the same configuration as that of FIG. 4 is provided. In this case, the control gate voltage in FIG. 10 is controlled.

【0021】図5はセンスアンプ(6)の基準電圧Vr
efを制御するための回路ブロック図である。詳しく
は、メモリセル(5)の出力電流と基準電流Irefと
はセンスアンプ(6)内部で電流電圧変換される。従っ
て、実際は、センスアンプ(5)に基準電流Irefを
印加せず、基準電圧Vrefを印加する構成とする。
尚、不揮発性メモリ(7)のアドレスdには基準電圧V
refを制御するための制御データDが不揮発性メモリ
(7)の特性に応じて、書き込まれているものとする。
電源VDDと接地との間には抵抗(27)(28)(2
9)(30)が直列接続され、NMOSトランジスタ
(31)(32)(33)のドレインは直列抵抗(2
7)(28)(29)(30)の接続点と接続されると
共にソースは共通接続され、ゲートはアドレスdの制御
ビットZ1、Z2、Z3で直接制御される。NMOSト
ランジス夕(31)(32)(33)がオンする順に基
準電圧Vrefは低くなる。例えば、不揮発性メモリ
(7)の読み出し特性に応じて、基準電圧VrefがN
MOSトランジスタ(33)をオンした時の値では不十
分であるが、NMOSトランジスタ(32)をオンした
時の値で十分である場合、制御ビットZ2のみを論理値
「1」とすればよい。これより、センスアンプ(6)か
ら正確な論理値が得られる。
FIG. 5 shows the reference voltage Vr of the sense amplifier (6).
It is a circuit block diagram for controlling ef. Specifically, the output current of the memory cell (5) and the reference current Iref are subjected to current-voltage conversion inside the sense amplifier (6). Therefore, actually, the configuration is such that the reference voltage Vref is applied without applying the reference current Iref to the sense amplifier (5).
Note that the reference voltage V is applied to the address d of the nonvolatile memory (7).
It is assumed that control data D for controlling ref has been written in accordance with the characteristics of the nonvolatile memory (7).
The resistances (27), (28), (2) are connected between the power supply VDD and the ground.
9) and (30) are connected in series, and the drains of the NMOS transistors (31), (32) and (33) are connected in series resistance (2).
7) Connected to the connection points of (28), (29), and (30), the sources are commonly connected, and the gate is directly controlled by control bits Z1, Z2, and Z3 of address d. The reference voltage Vref decreases in the order of turning on the NMOS transistors (31), (32), and (33). For example, the reference voltage Vref is set to N according to the readout characteristics of the nonvolatile memory (7).
When the value when the MOS transistor (33) is turned on is not sufficient, but when the value when the NMOS transistor (32) is turned on is sufficient, only the control bit Z2 may be set to the logical value “1”. Thus, an accurate logical value can be obtained from the sense amplifier (6).

【0022】以下、本発明の特徴をなす構成について図
1を参照しながら説明する。
Hereinafter, a configuration which characterizes the present invention will be described with reference to FIG.

【0023】図1は本発明が適用されるのメモリセルア
レイのレイアウトを示す図であり、図1において、(4
1),(42)は左側、右側のメモリセルアレイであ
り、それぞれの端部には参照用の不揮発性メモリ群(4
0)が配置されている。尚、参照用の不揮発性メモリ群
(40)は、不揮発性メモリ(7)に比してゲート長が
長いセル構造であるか、ゲート幅が短いセル構造とする
ことで、不揮発性メモリ(7)に比して特性の劣る(こ
の場合には、データが消去され易い。)構造の不揮発性
メモリとすることができる。また、(43)は前記参照
用の不揮発性メモリ群(40)の読み出し用のセンスア
ンプであり、(44)は制御回路である。
FIG. 1 is a diagram showing a layout of a memory cell array to which the present invention is applied. In FIG.
Reference numerals 1) and (42) denote memory cell arrays on the left and right sides, respectively, and a nonvolatile memory group for reference (4
0) is arranged. The non-volatile memory group (40) for reference has a cell structure with a longer gate length or a shorter gate width than the non-volatile memory (7). ) Can be a non-volatile memory having a structure inferior to that of () (in this case, data is easily erased). Further, (43) is a sense amplifier for reading the nonvolatile memory group for reference (40), and (44) is a control circuit.

【0024】ここで、上述したようにして構成された不
揮発性メモリ(7)において、読み出し動作が繰り返さ
れることで、従来発生していた読み出し不良を抑止する
ものであり、前記不揮発性メモリ(7)に比して特性の
劣る参照用の不揮発性メモリ群(40)を設けて、該参
照用の不揮発性メモリ群(40)を全てプログラム状態
(データを書き込んだ「0」状態)にしておき、この
「0」状態から「1」状態(データが消去された状態)
に変化したことをセンスアンプ(43)を介して制御回
路(44)が検出したら、この制御回路(44)は、予
め前記不揮発性メモリ(7)の特定アドレス領域Cに格
納されている読み出し電圧データの中から所望の読み出
し電圧に変更するように制御するものである。
Here, in the nonvolatile memory (7) configured as described above, the read operation is repeated, thereby suppressing a read failure that has conventionally occurred. ), A reference nonvolatile memory group (40) having inferior characteristics to that of the reference nonvolatile memory group (40) is provided, and all of the reference nonvolatile memory groups (40) are in a programmed state (the state of "0" in which data is written). From the "0" state to the "1" state (a state in which data is erased)
Is detected by the control circuit (44) via the sense amplifier (43), the control circuit (44) applies the read voltage stored in the specific address area C of the nonvolatile memory (7) in advance. The control is performed so that the desired read voltage is changed from the data.

【0025】そして、メモリセルアレイ内の不揮発性メ
モリ(7)への読み出し動作が繰り返される度に、同じ
ワード線WLに接続された参照用の不揮発性メモリ(4
0)に対しても読み出し動作が行われる。このようにし
て、逐次読み出し動作が繰り返されるうちに、前記参照
用の不揮発性メモリ(40)内のデータが消去されたこ
とが検出された際に、制御回路(44)を介して読み出
し電圧を変更する。即ち、メモリセルアレイ内の不揮発
性メモリ(7)に比して特性の劣る参照用の不揮発性メ
モリ群(40)にデータを書き込んでおき、この参照用
の不揮発性メモリ群(40)内のデータが消去された際
に、ワードラインWL(ゲート電極)に印加する読み出
し電圧を、初期の設定値である5Vから、例えば4.5
Vに下げるような制御を行うことで、データの消去具合
を弱めて読み出し不良に起因する不揮発性メモリ(7)
の寿命を延ばすことができ、従来に比して長寿命化が図
れる。
Each time the read operation to the nonvolatile memory (7) in the memory cell array is repeated, the reference nonvolatile memory (4) connected to the same word line WL
The read operation is also performed for 0). In this way, when it is detected that the data in the reference nonvolatile memory (40) has been erased while the sequential read operation is repeated, the read voltage is reduced via the control circuit (44). change. That is, data is written in a reference nonvolatile memory group (40) having characteristics that are inferior to those of the nonvolatile memory (7) in the memory cell array, and data in the reference nonvolatile memory group (40) is written. Is erased, the read voltage applied to the word line WL (gate electrode) is increased from the initial set value of 5 V to, for example, 4.5.
V so as to reduce the degree of data erasure and reduce the amount of non-volatile memory (7) caused by poor reading.
Can be extended, and the service life can be extended as compared with the related art.

【0026】以下、読み出し電圧を変更した後には、前
記参照用の不揮発性メモリ(40)にデータを書き込み
直しておき、再び、この参照用の不揮発性メモリ(4
0)内のデータが消去されたことが検出された際には、
前記制御回路(44)を介して読み出し電圧を4.5V
から、例えば4Vに下げるような制御を行う。以下、同
様にして不揮発性メモリ(7)の長寿命化を図るもので
あり、また、他のワードラインWLに接続された不揮発
性メモリ(7)に対しても同様にして、長寿命化が図ら
れる。
Hereinafter, after the read voltage is changed, data is rewritten in the reference nonvolatile memory (40), and the reference nonvolatile memory (4) is again written.
When it is detected that the data in 0) has been deleted,
The read voltage is set to 4.5 V via the control circuit (44).
Therefore, control is performed to lower the voltage to, for example, 4V. Hereinafter, similarly, the longevity of the nonvolatile memory (7) is intended to be prolonged, and the longevity of the non-volatile memory (7) connected to other word lines WL is similarly extended. It is planned.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上、本発明によれば、メモリセルアレ
イ内の不揮発性メモリに比して特性の劣る参照用の不揮
発性メモリ群にデータを書き込んでおき、この参照用の
不揮発性メモリ群内のデータが消去された際に、読み出
し電圧を引き下げることで、読み出し不良に起因する不
揮発性メモリの寿命を延ばすことができ、従来に比して
長寿命化が図れる。
As described above, according to the present invention, data is written in a reference nonvolatile memory group having characteristics that are inferior to those of the nonvolatile memories in the memory cell array. By lowering the read voltage when the data is erased, it is possible to extend the life of the non-volatile memory caused by the read failure, and to achieve a longer life than in the past.

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

【図1】本発明に適用される不揮発性メモリのメモリセ
ルアレイを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a memory cell array of a nonvolatile memory applied to the present invention.

【図2】本発明の1チップマイクロコンピュータを示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a one-chip microcomputer of the present invention.

【図3】不揮発性メモリの書き込み電圧,消去電圧及び
読み出し電圧の時間を制御するための回路ブロック図で
ある。
FIG. 3 is a circuit block diagram for controlling times of a write voltage, an erase voltage, and a read voltage of the nonvolatile memory.

【図4】不揮発性メモリの書き込み電圧,消去電圧及び
読み出し電圧の大きさを制御するための回路ブロック図
である。
FIG. 4 is a circuit block diagram for controlling the magnitudes of a write voltage, an erase voltage, and a read voltage of a nonvolatile memory.

【図5】センスアンプの基準電圧を制御するための回路
ブロック図である。
FIG. 5 is a circuit block diagram for controlling a reference voltage of a sense amplifier.

【図6】不揮発性メモリのセンスアンプ部分を示すブロ
ック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a sense amplifier portion of the nonvolatile memory.

【図7】不揮発性メモリのプログラム状態を示すセル構
造図である。
FIG. 7 is a cell structure diagram showing a programmed state of a nonvolatile memory.

【図8】プログラム状態である不揮発性メモリの読み出
し状態を示すセル構造図である。
FIG. 8 is a cell structure diagram showing a read state of the nonvolatile memory in a programmed state.

【図9】プログラム状態ではない不揮発性メモリの読み
出し状態を示すセル構造図である。
FIG. 9 is a cell structure diagram showing a read state of the nonvolatile memory which is not in a program state.

【図10】不揮発性メモリの消去状態を示すセル構造図
である。
FIG. 10 is a cell structure diagram showing an erased state of a nonvolatile memory.

【図11】従来の不揮発性メモリの問題点を説明するた
めの図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a problem of a conventional nonvolatile memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(7)不揮発性メモリ (40)参照用の不揮発性メモリ群 (44)制御回路 (7) Non-volatile memory (40) Non-volatile memory group for reference (44) Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/792 (72)発明者 浅見 隆 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD03 AD05 AD09 AE08 5F001 AA22 AA25 AB03 AC02 AC06 AD12 AD20 AD41 AD44 AE02 AE03 AE08 AF05 AF06 AF07 AG40 5F083 EP02 EP24 ER02 ER09 ER14 ER17 ER22 GA21 GA30 LA10 LA12 LA16 ZA13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/792 (72) Inventor Takashi Asami 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka SANYO ELECTRIC In-house F term (reference) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD03 AD05 AD09 AE08 5F001 AA22 AA25 AB03 AC02 AC06 AD12 AD20 AD41 AD44 AE02 AE03 AE08 AF05 AF06 AF07 AG40 5F083 EP02 EP24 ER02 ER09 ER14 ER17 ER22 GA30 LA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 データを電気消去でき且つデータを書き
込み及び読み出しできる不揮発性メモリをプログラムメ
モリとして内蔵した1チップマイクロコンピュータにお
いて、 メモリセルアレイ内の前記不揮発性メモリに比して特性
の劣る参照用の不揮発性メモリと、 前記参照用の不揮発性メモリの参照結果に基づいて、予
め前記不揮発性メモリの特定アドレス領域に格納されて
いる読み出し電圧を変更する制御回路とを有することを
特徴とする1チップマイクロコンピュータ。
1. A one-chip microcomputer having, as a program memory, a nonvolatile memory capable of electrically erasing data and writing / reading data, wherein the reference memory has a lower characteristic than that of the nonvolatile memory in a memory cell array. One chip, comprising: a nonvolatile memory; and a control circuit that changes a read voltage stored in a specific address area of the nonvolatile memory in advance based on a reference result of the nonvolatile memory for reference. Microcomputer.
【請求項2】 前記参照用の不揮発性メモリは、データ
が書き込まれた状態に設定されていることを特徴とする
請求項1記載の1チップマイクロコンピュータ。
2. The one-chip microcomputer according to claim 1, wherein the reference nonvolatile memory is set in a state where data is written.
【請求項3】 前記参照用の不揮発性メモリは、メモリ
セルアレイ内の不揮発性メモリに比してゲート長が長い
セル構造であるか、ゲート幅が短いセル構造であること
を特徴とする請求項1記載の1チップマイクロコンピュ
ータ。
3. The non-volatile memory for reference has a cell structure with a longer gate length or a shorter gate width than a nonvolatile memory in a memory cell array. 2. The one-chip microcomputer according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047273A (en) * 2006-07-20 2008-02-28 Toshiba Corp Semiconductor storage device and its control method
JP2009016028A (en) * 2007-06-28 2009-01-22 Samsung Electronics Co Ltd Non-volatile memory device and system including multi-level cell using modified read voltage, and method of operating the same
JP2010170533A (en) * 2008-12-22 2010-08-05 Seiko Instruments Inc Reference voltage circuit and semiconductor device

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