JPH10302487A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JPH10302487A
JPH10302487A JP4531598A JP4531598A JPH10302487A JP H10302487 A JPH10302487 A JP H10302487A JP 4531598 A JP4531598 A JP 4531598A JP 4531598 A JP4531598 A JP 4531598A JP H10302487 A JPH10302487 A JP H10302487A
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正 宮川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a reliable control of the cell threshold and improvement in performance and reliability by first performing write verifying when the automatic write is started, and for the memory cell resultantly required, repeating write and write verifying until write is completed. SOLUTION: A memory cell array 10 which constitutes a flash EEPROM divides plural non-volatile memory cells having a floating gate and a control gate to plural blocks BK. The control circuit 22 controls each part and the address counter 23 designates the intended block BK and the address of the memory cell at the times of automatic write and automatic erase. By the write command of the command circuit 25, the PLA circuit 28 executes write verifying first when automatic write is started. As the results, write and write verifying are repeated until write is completed for the memory cell which needs write. Therefor, performance and reliability are improved.

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、電気的消去・再書
き込み可能な不揮発性半導体記憶装置(EEPROM)
に係り、特に自動書き込み機能、自動消去機能の少なく
とも一方を有するEEPROMに関するものであり、例
えばNOR型フラッシュEEPROMのような一括消去
型の半導体メモリに使用されるものである。
The present invention relates to an electrically erasable and rewritable nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM).
In particular, the present invention relates to an EEPROM having at least one of an automatic writing function and an automatic erasing function, and is used, for example, in a batch erasing type semiconductor memory such as a NOR flash EEPROM.

【0002】[0002]

【従来の技術】EEPROMは、電源を切っても不揮発
性セルのデータが消えない等の利点があり、近年大幅に
需要が増大している。特に、1トランジスタでメモリセ
ルが構成された一括消去可能なフラッシュメモリは、大
容量の磁気ディスクの代替等の用途が期待されている。
2. Description of the Related Art An EEPROM has an advantage that data in a non-volatile cell is not erased even when the power is turned off, and its demand has been greatly increased in recent years. In particular, a flash memory in which a memory cell is constituted by one transistor and which can be erased at a time is expected to be used as a substitute for a large-capacity magnetic disk.

【0003】従来のEEPROMのセルアレイで使用さ
れているメモリセルは、ゲート絶縁膜中に電荷蓄積層と
して形成された浮遊ゲート電極と制御ゲート電極とが積
層された二層ゲート構造を有するNMOS型の電界効果
トランジスタ(セルトランジスタ)からなる。
A memory cell used in a conventional EEPROM cell array has an NMOS type having a two-layer gate structure in which a floating gate electrode formed as a charge storage layer in a gate insulating film and a control gate electrode are stacked. It consists of a field effect transistor (cell transistor).

【0004】このようなセルトランジスタは、使用時に
おける書き込み・消去の繰り返しに伴って、書き込み特
性または消去特性の劣化を引き起こし、使用開始の初期
と比べて、書き込み・消去に時間がかかったり、浮遊ゲ
ートに対する電荷の注入量・放出量が減少していき、メ
モリセルの書き込み状態の閾値と消去状態の閾値との変
化幅が小さくなる。
Such a cell transistor causes deterioration of writing characteristics or erasing characteristics due to repetition of writing / erasing at the time of use, and takes longer time for writing / erasing or floating than at the beginning of use. The amount of charge injection / emission to the gate decreases, and the range of change between the threshold in the written state and the threshold in the erased state of the memory cell decreases.

【0005】さらに、使用時における書き込み・消去の
繰り返しに伴って、絶縁膜中にトラップされたキャリア
に電界が集中し、メモリセルの絶縁破壊を引き起こす
と、この破壊したセルと制御ゲートあるいはソース領
域、ドレイン領域を共有する他のセルに対する書き込み
・消去が不可能になったり、メモリセルから誤ったデー
タを読み出してしまう。
Further, when writing and erasing are repeated during use, an electric field concentrates on the carriers trapped in the insulating film, causing dielectric breakdown of the memory cell. In addition, writing / erasing to other cells sharing the drain region becomes impossible, or erroneous data is read from the memory cell.

【0006】例えば破壊したセルと共通の制御ゲートに
高電圧の書き込み電圧を印加した時に、上記制御ゲート
から破壊したセルの絶縁膜を経て半導体基板にリーク電
流が流れ、書き込み電圧が所望の電位より下がってしま
って書き込みができなくなるとか、消費電流が増加する
とかいった問題が生じる。
For example, when a high write voltage is applied to the control gate common to the destroyed cell, a leak current flows from the control gate through the insulating film of the destroyed cell to the semiconductor substrate, and the write voltage becomes lower than a desired potential. Problems occur, such as writing becomes impossible due to the drop, and current consumption increases.

【0007】EEPROMにおいて、書き込み電圧およ
び消去電圧はそれぞれ、電源電圧Vccを昇圧して高電圧
を得る高電圧発生回路によって形成される。この高電圧
発生回路は、多段縦続接続されたチャージポンプ回路か
らなる昇圧回路と、この昇圧回路内の最終段のチャージ
ポンプ回路に接続された電圧制限回路とから構成されて
いる。
In an EEPROM, a writing voltage and an erasing voltage are each formed by a high voltage generating circuit which obtains a high voltage by boosting a power supply voltage Vcc. This high-voltage generating circuit includes a booster circuit composed of a multistage cascade-connected charge pump circuit, and a voltage limiting circuit connected to the last-stage charge pump circuit in the booster circuit.

【0008】上記のようなEEPROMにおいて、デー
タの書き込みを行う場合に、一定電圧、一定時間幅の書
き込みパルスの印加回数が多い程、浮遊ゲート電極に対
する電荷の書き込み量を増やすことができる。この場
合、オーバーライトを防止するために採用されているイ
ンテリジェントライト方式は、書き込みパルスの印加回
数を制御してデータの書き込みを複数回に分けて小刻み
に行う。そして、データの書き込みおよび書き込み後の
読み出し動作を繰り返し行い、読み出されたデータが書
き込みデータと等しくなった時に書き込み動作を終了さ
せる。
In the above-described EEPROM, when writing data, the larger the number of times of application of a write pulse having a constant voltage and a constant time width, the more the amount of charge written to the floating gate electrode can be increased. In this case, the intelligent write method adopted to prevent overwriting controls the number of times of application of a write pulse and performs data writing in a plurality of small steps. Then, the data writing and the reading operation after the writing are repeated, and the writing operation is terminated when the read data becomes equal to the writing data.

【0009】一方、最近の大容量化しているEEPRO
Mを始めとする半導体メモリにおいては、製造歩留りを
向上させるために冗長回路を設けることが必須の技術に
なってきている。この冗長技術は、通常のメモリセルア
レイ(正規のメモリセルアレイ)とは別に、正規のメモ
リセルアレイの例えば不良行を救済するための予備のメ
モリセルアレイおよびこの予備のメモリセルアレイの行
選択を行うための予備アドレスデコーダ(プログラマブ
ルデコーダ)を同一の半導体チップ上に設けておき、製
造段階における検査工程で発見された正規メモリセルア
レイの不良セルを救済するものである。
On the other hand, EEPRO has recently increased in capacity.
In semiconductor memories such as M, it is becoming an essential technology to provide a redundant circuit in order to improve the production yield. This redundant technique is different from a normal memory cell array (regular memory cell array) in that a spare memory cell array for repairing, for example, a defective row of the regular memory cell array, and a spare memory cell for selecting a row of the spare memory cell array. An address decoder (programmable decoder) is provided on the same semiconductor chip to rescue a defective cell in a normal memory cell array found in an inspection process in a manufacturing stage.

【0010】また、最近のフラッシュEEPROMで
は、書き込み・消去専用の外部電源を用いない単一電源
方式を採用した製品に対する要求が増えている。このよ
うなフラッシュEEPROMでは、メモリに内蔵された
昇圧回路でデータ書き替え時に読み出し用電源電圧Vcc
以上の高電圧を発生させる必要があり、前記昇圧回路に
全てのメモリセルを同時に消去させるのに必要な電流供
給能力を持たせようとすると、昇圧回路の消費電力が非
常に大きくなるので、低消費電力が要求される製品に対
しては不利になる。
In recent flash EEPROMs, there has been an increasing demand for products adopting a single power supply system that does not use an external power supply dedicated to writing and erasing. In such a flash EEPROM, a read power supply voltage Vcc is used when data is rewritten by a booster circuit built in the memory.
It is necessary to generate the above high voltage, and if it is attempted to provide the booster circuit with a current supply capability necessary for erasing all the memory cells at the same time, the power consumption of the booster circuit becomes extremely large. This is disadvantageous for products that require power consumption.

【0011】そこで、上記昇圧回路の消費電力を抑制す
るためには、消去させたいセルアレイ領域をブロック単
位とし、消去させたい複数のブロックをブロック毎にシ
リアルに自動的に消去させればよい。
Therefore, in order to suppress the power consumption of the booster circuit, the cell array area to be erased may be set in units of blocks, and a plurality of blocks to be erased may be automatically erased serially for each block.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の自動書
き込み機能や自動消去機能を持つフラッシュEEPRO
Mは、セル閾値の制御の確実性、性能、信頼性の点で必
ずしも十分に満足できるものではなかった。
However, a conventional flash EEPROM having an automatic writing function and an automatic erasing function has been proposed.
M was not always satisfactory in terms of certainty, performance, and reliability of cell threshold control.

【0013】本発明は、フラッシュEEPROMにおけ
る自動書き込みや自動消去に際してセル閾値の制御を確
実に行うことができ、性能、信頼性を向上し得る半導体
記憶装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of reliably controlling a cell threshold at the time of automatic writing and erasing in a flash EEPROM and improving performance and reliability.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体記
憶装置は、浮遊ゲートおよび制御ゲートが積層された二
層ゲート構造を有する複数の不揮発性のメモリセルが配
列されたメモリセルアレイと、書き込みコマンド入力に
基づいて、前記メモリセルアレイにおけるデータ書き込
みの対象となる1つまたは複数のメモリセルを指定して
自動的に書き込み処理を制御する自動書き込み制御回路
とを備え、前記自動書き込み制御回路は、自動書き込み
の開始時にまず書き込みベリファイを行い、前記書き込
みベリファイの結果書き込みが必要なメモリセルについ
て書き込み及び書き込みベリファイを書き込みが完了す
るまで繰り返すことを特徴とする。ここで、前記自動書
き込み制御回路は、前記書き込みと書き込みベリファイ
の繰り返し回数に応じて前記浮遊ゲートへの注入電荷量
を制御することを特徴とする。前記注入電荷量の制御
は、書き込みパルスの時間幅を制御することによって行
われることを特徴とする。
According to a first semiconductor memory device of the present invention, there is provided a memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells having a double-layer gate structure in which a floating gate and a control gate are stacked are arranged. An automatic write control circuit for automatically controlling a write process by designating one or a plurality of memory cells to be written in the memory cell array based on a write command input; and At the start of automatic writing, write verification is first performed, and as a result of the write verification, writing and write verification are repeated until writing is completed for a memory cell that requires writing. Here, the automatic write control circuit controls the amount of charge injected into the floating gate according to the number of repetitions of the write and write verify. The control of the amount of injected charge is performed by controlling the time width of a write pulse.

【0015】本発明の第2の半導体記憶装置は、浮遊ゲ
ートおよび制御ゲートが積層された二層ゲート構造を有
する複数の不揮発性のメモリセルが配列されたメモリセ
ルアレイと、消去コマンド入力に基づいて、前記メモリ
セルアレイにおけるデータ消去の対象となる複数のメモ
リセルを指定して自動的に消去処理を制御する自動消去
制御回路とを備え、前記自動消去制御回路は、自動消去
の開始時にまず消去ベリファイを行い、前記消去ベリフ
ァイの結果消去が必要なメモリセルについて消去及び消
去ベリファイを消去が完了するまで繰り返すことを特徴
とする。第2の半導体記憶装置の好ましい実施態様は以
下の通りである (1)前記自動消去制御回路は、消去後の過消去ビット
線検出および過消去メモリセルの閾値の制御を更に行う
こと。
A second semiconductor memory device of the present invention is based on a memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells having a two-layer gate structure in which a floating gate and a control gate are stacked are arranged, and based on an erase command input. An automatic erase control circuit for automatically controlling an erase process by designating a plurality of memory cells to be erased in the memory cell array. And erasing and erasing verification are repeated until erasure is completed for the memory cells that need to be erased as a result of the erasure verification. Preferred embodiments of the second semiconductor memory device are as follows: (1) The automatic erase control circuit further performs detection of an over-erased bit line after erasing and control of a threshold of an over-erased memory cell.

【0016】(2)前記消去および消去ベリファイに際
し、一定パルス時間の消去電圧を印加し、消去毎にメモ
リセルの閾値が所定値以下であるか否かの消去ベリファ
イを行い、全てのメモリセルの閾値が所定値以下である
ことが確認されるまで消去および消去ベリファイが繰り
返されること。
(2) At the time of erasing and erasing verification, an erasing voltage for a fixed pulse time is applied, and erasing verification is performed every time erasing to determine whether the threshold value of a memory cell is equal to or less than a predetermined value. Erase and erase verify are repeated until it is confirmed that the threshold value is equal to or less than a predetermined value.

【0017】本発明の第3の半導体記憶装置は、浮遊ゲ
ートおよび制御ゲートが積層された二層ゲート構造を有
する複数の不揮発性のメモリセルが配列されたメモリセ
ルアレイと、消去コマンド入力に基づいて、前記メモリ
セルアレイにおけるデータ消去の対象となる複数のメモ
リセルを指定して自動的に処理を制御する自動書き込み
・消去制御回路とを備え、前記自動書き込み・消去制御
回路は、まず消去前書き込みの書き込みベリファイを行
い、前記書き込みベリファイの結果消去前書き込みが必
要であれば書き込み及び書き込みベリファイを書き込み
が完了するまで繰り返し、消去前書き込みが終了した時
点で、消去ベリファイを行い、その後に消去が完了する
まで、消去と消去ベリファイ動作を繰り返すことを特徴
とする。第3の半導体記憶装置の好ましい実施態様は以
下の通りである。
A third semiconductor memory device according to the present invention is based on a memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells having a two-layer gate structure in which a floating gate and a control gate are stacked are arranged, and based on an erase command input. An automatic write / erase control circuit for automatically controlling a process by designating a plurality of memory cells to be erased in the memory cell array, wherein the automatic write / erase control circuit Write verification is performed, and as a result of the write verification, if writing before erasure is necessary, writing and write verification are repeated until the writing is completed. When the pre-erase writing is completed, erasure verification is performed, and then erasure is completed. Until then, the erase and erase verify operations are repeated. Preferred embodiments of the third semiconductor memory device are as follows.

【0018】(1)前記メモリセルアレイは、ロウ方向
に分割された複数のメモリセルブロックからなること。
ここで、前記自動書き込み・消去制御回路は複数のメモ
リセルブロックをシリアルに指定して、指定されたメモ
リセルブロック内の複数のメモリセルについて自動的に
処理を制御すること。
(1) The memory cell array includes a plurality of memory cell blocks divided in a row direction.
Here, the automatic write / erase control circuit serially designates a plurality of memory cell blocks, and automatically controls processing for a plurality of memory cells in the designated memory cell block.

【0019】(2)前記自動書き込み・消去制御回路
は、消去後の過消去ビット線検出および過消去メモリセ
ルの閾値の制御を更に行うこと。 (3)前記消去前書き込みに際し、指定されたブロック
内の全てのメモリセルに対して書き込みを行うために自
動的に書き込みアドレスのカウントアップが行われるこ
と。
(2) The automatic write / erase control circuit further performs detection of an over-erased bit line after erasing and control of a threshold value of the over-erased memory cell. (3) At the time of the pre-erase write, the write address is automatically counted up in order to write to all the memory cells in the designated block.

【0020】(4)前記消去前書き込みに際し、不良置
換え前のリダンダンシーセルおよび不良置換え後の本体
セルについても消去前書き込みが行われること。 (5)前記消去および消去ベリファイに際し、一定パル
ス時間の消去電圧を印加し、消去毎にメモリセルの閾値
が所定値以下であるか否かの消去ベリファイを行い、全
てのメモリセルの閾値が所定値以下であることが確認さ
れるまで消去および消去ベリファイが繰り返されるこ
と。
(4) In the pre-erase write, the pre-erase write is also performed on the redundancy cell before the defective replacement and the main body cell after the defective replacement. (5) At the time of erasing and erasing verification, an erasing voltage for a fixed pulse time is applied, and erasure verification is performed every time erasing to determine whether or not the threshold value of a memory cell is equal to or less than a predetermined value. Erase and erase verify are repeated until it is confirmed that the value is equal to or less than the value.

【0021】(6)前記自動書き込み・消去制御回路
は、更に前記消去ベリファイで全てのメモリセルのしき
い値が所定値以下であることが確認された後、過消去ビ
ット線検出処理であるリークチェックを行うこと。
(6) The automatic write / erase control circuit further checks whether the threshold values of all the memory cells are equal to or less than a predetermined value by the erase verify, and then executes the leak as the over-erase bit line detection processing. Do a check.

【0022】(7)前記リークチェックは、全てのワー
ド線を0Vに設定し、1アドレス分のビット線を選択
し、選択されたビット線に過消去メモリセルによるビッ
ト線リークがあるか否かを判定することにより行われる
こと。
(7) In the leak check, all word lines are set to 0 V, a bit line for one address is selected, and whether or not the selected bit line has a bit line leak due to an over-erased memory cell. Is determined by determining

【0023】(8)前記リークチェックの結果がOKの
場合は消去シーケンスを終了し、前記リークチェックの
結果がNGの場合には過消去メモリセルの閾値制御であ
る自己収束処理を実行すること。ここで、NGの場合と
は、過消去メモリセルが存在するビット線と判断された
場合をいう。なお、前記自己収束処理は、全ワード線が
0Vのままで選択ビット線に自己収束電圧を一定時間印
加して過消去メモリセルの閾値をビット線リークが実質
的に生じない値以上まで引き上げること。
(8) When the result of the leak check is OK, the erase sequence is terminated, and when the result of the leak check is NG, self-convergence processing which is threshold control of the over-erased memory cell is executed. Here, the case of NG means a case where it is determined that the bit line has an overerased memory cell. In the self-convergence processing, the self-convergence voltage is applied to the selected bit line for a certain period of time while all word lines are kept at 0 V to raise the threshold value of the over-erased memory cell to a value at which bit line leakage does not substantially occur. .

【0024】(9)前記自動書き込み・消去制御回路
は、前記自己収束処理の後、再び前記リークチェックを
行い、前記自己収束が正しく行われたか否かを判定する
こと。(10)前記自動書き込み・消去制御回路は、前
記自己収束処理を実行した後、消去ベリファイを再実行
して全てのメモリセルの閾値が所定値以下であるか否か
を確認すること。
(9) After the self-convergence process, the automatic write / erase control circuit performs the leak check again to determine whether the self-convergence has been correctly performed. (10) After executing the self-convergence processing, the automatic write / erase control circuit re-executes erase verify to check whether or not the threshold values of all memory cells are equal to or less than a predetermined value.

【0025】(11)前記自動書き込み・消去制御回路
は、前記自己収束処理後の消去ベリファイに際し、全て
のメモリセルの閾値が所定値以下であることが確認され
た場合には消去シーケンスを終了し、一部のメモリセル
の閾値が所定値以下であることが確認できなかった場合
には、再び消去を行い、リークチェック、消去ベリファ
イが共にOKと判断されるまで自己収束処理および消去
を繰り返すこと。
(11) The automatic write / erase control circuit terminates the erase sequence if it is confirmed at the time of the erase verify after the self-convergence processing that the threshold values of all the memory cells are equal to or less than a predetermined value. If the thresholds of some of the memory cells cannot be confirmed to be equal to or less than the predetermined value, the erase is performed again, and the self-convergence process and the erase are repeated until both the leak check and the erase verify are determined to be OK. .

【0026】上記のように本発明の半導体記憶装置によ
れば、フラッシュEEPROMにおける自動書き込みや
自動消去に際してセル閾値の制御を確実に行うことがで
き、性能、信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, the control of the cell threshold can be reliably performed at the time of automatic writing and erasing in the flash EEPROM, and the performance and reliability can be improved.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。ここで、本実施形態におけ
るフラッシュEEPROMは、次のような基本構成を有
するものとする。 (1) 外部電源から供給される電圧を昇圧して書き込
み・消去用の電圧を生成する昇圧回路を内蔵した単一電
源方式のもの。 (2) データ書き込みの対象となるセルアレイ領域の
複数のメモリセルを自動的に書込む自動書き込み機能、
データ消去の対象となるセルアレイ領域の複数のブロッ
クをブロック単位としてブロック毎にシリアルに指定し
て自動的に消去させる自動消去機能を有すること。 (3) セルアレイの例えば不良行を予備行に置換して
救済するようにした不良セル救済制御機能を有するこ
と。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Here, it is assumed that the flash EEPROM according to the present embodiment has the following basic configuration. (1) A single power supply system having a built-in booster circuit that boosts a voltage supplied from an external power supply and generates a write / erase voltage. (2) an automatic write function for automatically writing a plurality of memory cells in a cell array area to be written;
An automatic erasing function for automatically erasing a plurality of blocks in a cell array area to be erased in units of blocks in a serial manner. (3) To have a defective cell rescue control function of replacing a defective row in a cell array with a spare row and relieving the spare row, for example.

【0028】図1は、本発明の一実施形態に係るNOR
型フラッシュEEPROMの全体構成を概略的に示すブ
ロック回路図である。図1において、メモリセルアレイ
10は、それぞれ浮遊ゲートと制御ゲートを有するNチ
ャネルのMOSFETからなるメモリセル(セルトラン
ジスタ)が、例えばNOR型セル(図2参照)を構成
し、全体として行列状に配列されてなり、ロウ方向にn
個のブロックBK0〜BKn−1に分割されている。
FIG. 1 shows a NOR according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a block circuit diagram schematically showing an overall configuration of a flash EEPROM. In FIG. 1, in a memory cell array 10, memory cells (cell transistors) each composed of an N-channel MOSFET having a floating gate and a control gate constitute, for example, a NOR type cell (see FIG. 2) and are arranged in a matrix as a whole. And n in the row direction
It is divided into blocks BK0 to BKn-1.

【0029】なお、図2のNOR型セルは、複数のセル
トランジスタQの各ドレインが1本のビット線BLに共
通接続されており、上記複数のセルトランジスタQの各
制御ゲートにそれぞれ対応してワード線WLが接続され
ており、上記複数のセルトランジスタQの各ソースがブ
ロック単位で1本のソース線SLに共通接続されてい
る。
In the NOR type cell shown in FIG. 2, the drains of the plurality of cell transistors Q are commonly connected to one bit line BL, and correspond to the control gates of the plurality of cell transistors Q, respectively. The word lines WL are connected, and the sources of the plurality of cell transistors Q are commonly connected to one source line SL in block units.

【0030】上記セルトランジスタQおよびNOR型セ
ルの動作原理はよく知られているので、ここではその説
明を省略する。アドレスバッファ11にはアドレス入力
端子を介して例えば18ビットのアドレス信号A0〜A
17が外部から入力する。プリデコーダ12は前記アド
レスバッファ11からのアドレス信号(内部アドレス信
号)をデコードする。
The operating principles of the cell transistor Q and the NOR type cell are well known, and the description thereof is omitted here. The address buffer 11 has, for example, 18-bit address signals A0 to A through an address input terminal.
17 is input from outside. The predecoder 12 decodes an address signal (internal address signal) from the address buffer 11.

【0031】ロウデコーダ13は前記プリデコーダ12
からのロウアドレス信号をデコードしてメモリセルアレ
イ10のロウ選択を行い、デコード出力に応じてワード
線に所定の電圧を供給するワード線ドライバを有する。
The row decoder 13 is connected to the predecoder 12
And a word line driver for supplying a predetermined voltage to a word line in accordance with the decoded output by performing row selection of the memory cell array 10 by decoding a row address signal from the memory cell array 10.

【0032】カラムデコーダ14は前記プリデコーダ1
2からのカラムアドレス信号をデコードする。カラムゲ
ート15は前記カラムデコーダ14のデコード出力によ
り制御され、前記メモリセルアレイ10のカラム選択を
行う。
The column decoder 14 is used for the predecoder 1
2 is decoded. The column gate 15 is controlled by a decode output of the column decoder 14 and selects a column of the memory cell array 10.

【0033】センスアンプ16は前記カラムゲート15
に接続され、メモリセルからの読み出し情報をセンス増
幅して出力するとともに、EEPROMの各種の動作モ
ードに応じてフラグ信号(書き込みベリファイの判定結
果フラグPVOK、消去ベリファイの判定結果フラグE
VOK、リークチェックの判定結果フラグLCKOK)
を出力する機能を有する。
The sense amplifier 16 is connected to the column gate 15
Connected to the memory cell, senses and amplifies read information from the memory cell, and outputs the amplified signal. In addition, according to various operation modes of the EEPROM, a flag signal (a determination result flag PVOK for write verification, a determination result flag E for erase verification,
VOK, judgment result flag LCKOK of leak check)
Output function.

【0034】入出力回路(I/Oバッファ)17は上記
センスアンプ16に接続され、入出力端子との間で例え
ば16ビットの入出力データD0〜D15を入出力す
る。ソースデコーダ18は各ブロックBK0〜BKn−
1のソース線選択を行い、デコード出力に応じてソース
線に所定の電圧を供給するソース線ドライバを有する。
An input / output circuit (I / O buffer) 17 is connected to the sense amplifier 16, and inputs and outputs, for example, 16-bit input / output data D0 to D15 with the input / output terminal. The source decoder 18 controls each of the blocks BK0 to BKn-
A source line driver for selecting one source line and supplying a predetermined voltage to the source line according to the decode output.

【0035】ビット線昇圧回路20は書き込み動作に必
要な高電圧を前記カラムゲート15を介してビット線に
供給する。ワード線・ソース線昇圧回路21は書き込み
動作や消去動作に必要な高電圧を前記ワード線およびソ
ース線に印加するために前記ロウデコーダ13のワード
線ドライバおよびソースデコーダ18のソース線ドライ
バに供給する。
The bit line boosting circuit 20 supplies a high voltage necessary for a write operation to the bit line via the column gate 15. The word line / source line boosting circuit 21 supplies a high voltage required for a write operation and an erase operation to the word line driver of the row decoder 13 and the source line driver of the source decoder 18 in order to apply the high voltage to the word line and the source line. .

【0036】制御回路22はEEPROM内部の各部の
動作を制御し、チップイネーブ(/CE)入力端子、ア
ウトプットイネーブ(/OE)入力端子、ライトイネー
ブ(/WE)入力端子に接続されている。
The control circuit 22 controls the operation of each section in the EEPROM, and is connected to a chip enable (/ CE) input terminal, an output enable (/ OE) input terminal, and a write enable (/ WE) input terminal.

【0037】アドレス発生用のアドレスカウンタ23
は、自動書き込みあるいは自動消去に際して、対象とな
るブロックおよびメモリセルのアドレスを指定するため
のアドレス(ロウアドレスAx、カラムアドレスAy)
を生成する。
Address counter 23 for generating addresses
Are addresses (row address Ax, column address Ay) for designating addresses of target blocks and memory cells in automatic writing or automatic erasing.
Generate

【0038】選択回路24は、通常動作時には前記アド
レスバッファ11からのアドレス信号を選択して前記プ
リデコーダ12に供給し、自動書き込み時あるいは自動
消去時には、前記アドレスカウンタ23から出力するア
ドレス信号を選択して前記プリデコーダ12に供給す
る。
The selection circuit 24 selects an address signal from the address buffer 11 during normal operation and supplies it to the predecoder 12, and selects an address signal output from the address counter 23 during automatic writing or automatic erasing. Then, the data is supplied to the predecoder 12.

【0039】コマンド回路25は前記アドレスバッファ
11からのアドレス信号および入出力回路17を経た入
力信号の組み合わせによるコマンド信号を解読して各種
の制御信号を出力する。
The command circuit 25 decodes a command signal based on a combination of an address signal from the address buffer 11 and an input signal passed through the input / output circuit 17, and outputs various control signals.

【0040】サイクルカウンタ26はメモリセルアレイ
10に対する書き込みあるいは消去の回数をカウントす
る。なお、27はタイマー回路である。PLA(プログ
ラマブル・ロジック・アレイ)28は前記自動書き込み
機能、自動消去機能を実現し、後述するようなシーケン
ス動作を制御するように構成されている。
The cycle counter 26 counts the number of times of writing or erasing on the memory cell array 10. 27 is a timer circuit. The PLA (programmable logic array) 28 realizes the above-described automatic writing function and automatic erasing function, and is configured to control a sequence operation as described later.

【0041】上記PLA28は、前記コマンド回路2
5、サイクルカウンタ26、タイマー回路27の各出力
および前記センスアンプ16から各種のフラグ信号(P
VOK、EVOK、LCKOK)が与えられ、PLAコ
ード信号を出力して前記ビット線昇圧回路20、ワード
線・ソース線昇圧回路21、アドレスカウンタ23、サ
イクルカウンタ26およびタイマー回路27に供給す
る。
The PLA 28 is connected to the command circuit 2
5, various outputs of the cycle counter 26 and the timer circuit 27 and various flag signals (P
VOK, EVOK, LCKOK), outputs a PLA code signal, and supplies it to the bit line boosting circuit 20, word line / source line boosting circuit 21, address counter 23, cycle counter 26, and timer circuit 27.

【0042】なお、前述したように、前記メモリセルア
レイ10には、EEPROMの製造段階における検査工
程で発見された不良セルを救済して製造歩留りを向上さ
せるために、冗長回路が設けられている。
As described above, the memory cell array 10 is provided with a redundancy circuit in order to rescue a defective cell found in an inspection process in an EEPROM manufacturing stage and to improve a manufacturing yield.

【0043】また、EEPROMの使用段階において主
メモリセルアレイのメモリセルに対するデータの書き込
み特性または消去特性が所定以下に劣化した場合に、必
要に応じて、この後はこの書き込み特性または消去特性
が劣化したセルに代えて冗長用のメモリセルに自動的に
置換する機能を備えていても良い。
If the characteristics of writing or erasing data to the memory cells of the main memory cell array are deteriorated to a predetermined level or less at the stage of using the EEPROM, if necessary, the writing characteristics or erasing characteristics are deteriorated thereafter. A function of automatically replacing a memory cell with a redundant memory cell instead of a cell may be provided.

【0044】この冗長回路は、図示しないが、数行分の
冗長用メモリセル(Redundancy cell )、予備ロウデコ
ーダを有する。更に、EEPROMの使用段階において
主メモリセルアレイに対するデータの書き込み特性また
は消去特性が所定以下に劣化した場合に、特性劣化した
セルに代えて冗長用のメモリセルに自動的に置換するた
めに、特性劣化セル検知回路及び置換制御回路を備えて
おけばよい。
Although not shown, the redundant circuit has redundant memory cells (Redundancy cells) for several rows and a spare row decoder. Further, when data writing characteristics or erasing characteristics of the main memory cell array are deteriorated to a predetermined level or less at the stage of using the EEPROM, the characteristic deterioration is automatically performed by replacing the deteriorated cells with redundant memory cells. What is necessary is just to provide a cell detection circuit and a replacement control circuit.

【0045】図3は、図1中のPLA28の制御による
自動書き込みシーケンスの流れの一例を示すフローチャ
ートである。本実施例のフラッシュEEPROMにおけ
る自動書き込みのシーケンスの特徴は、書き込みベリフ
ァイから実行することを特徴としている。すなわち、通
常(1)書き込み及び(2)書き込みベリファイを書き
込みが終了するまで行われるが、本発明では、最初に書
き込みベリファイを行った後に、書き込みと書き込みベ
リファイを繰り返すようにしている。 図3のフローチ
ャート(Start はシーケンスの開始、End はシーケンス
の終了を表わす)において、書き込み動作は、書き込み
コマンドの認識後、サイクルカウンタの設定値PCをリ
セット(PC=0)し(ステップA1)、指定アドレス
が書き込み/消去禁止状態に指定されているかどうかを
判定し(ステップA2)、禁止状態である(Unprotect=
NO)場合にはシーケンスを終了し、禁止状態でない(Un
protect=YES )場合には書き込みベリファイから開始す
る(ステップA3〜ステップA5)。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of an automatic write sequence under the control of the PLA 28 in FIG. The feature of the automatic write sequence in the flash EEPROM of the present embodiment is that it is executed from write verify. That is, normally, (1) write and (2) write verify are performed until the write is completed. In the present invention, after write verify is performed first, write and write verify are repeated. In the flowchart of FIG. 3 (Start indicates the start of the sequence and End indicates the end of the sequence), after the write command is recognized, the set value PC of the cycle counter is reset (PC = 0) (Step A1), It is determined whether or not the designated address is designated as a write / erase prohibition state (step A2).
If NO, the sequence ends, and the sequence is not prohibited (Un
If protect = YES), start with write verify (step A3 to step A5).

【0046】この最初に行う書き込みベリファイは次の
ように行われる。まず、書き込みベリファイ電圧(Prog
ram Verify Voltage : PV voltage )をセットアップ
(set-up)し(ステップA3)、500nsの読み出し
(READ)を行う(ステップA4)。読み出しデータREAD
-DATA と書き込み入力データINPUT-DATAとが等しいかど
うかを判定する(ステップA5)。そして、読み出しデ
ータと書き込み入力データが等しい場合には、書き込み
が必要ないので、書き込みベリファイ電圧をリセット
(Reset )して(ステップA6)シーケンスを終了し、
NOの場合には通常の書き込み動作を行う。
The first write verify operation is performed as follows. First, write verify voltage (Prog
ram Verify Voltage: PV voltage) is set up (step A3), and read (READ) is performed for 500 ns (step A4). Read data READ
It is determined whether or not -DATA is equal to the write input data INPUT-DATA (step A5). If the read data and the write input data are equal, no write is necessary, so the write verify voltage is reset (Reset) (Step A6), and the sequence ends.
If NO, a normal write operation is performed.

【0047】書き込み動作の流れは基本的には従来と同
じである。具体的には、メモリセルに対するデータの書
き込みを行った後に上記メモリセルのデータの読み出し
を行うことによりデータの書き込みが正しく行われてい
るか否かを検証する一連の制御を行い、この一連の制御
を書き込みが正しく行われるまで必要に応じて繰り返
す。
The flow of the write operation is basically the same as the conventional one. Specifically, a series of controls for verifying whether or not data writing is correctly performed by reading data from the memory cells after writing data to the memory cells are performed. Is repeated as necessary until writing is correctly performed.

【0048】図3における本実施形態では、書き込みお
よび書き込みベリファイの繰返し回数を書き込み回数カ
ウンタPCでカウントアップ(PC=PC+1)して(ステ
ップA16)制御している。本実施形態においては、最
大の繰返し回数を320回とし(ステップA7)、それ
以上の繰り返し回数になった場合には、メモリセルに異
常があるものと判定し、書き込み電圧をリセットする
(ステップA8)とともにエラーフラグ(Error Flag)
をセットして(ステップA9)シーケンスを終了する。
まだ、最大書き込み回数に達していない場合には、書き
込みおよび書き込みベリファイを繰返す(ステップA1
0〜ステップA15)。この際、書き込みパルスの時間
幅は、書き込みの繰り返し回数に応じて変化させており
(ステップA11,ステップA12)、例えば書き込み
回数が1回目から15回目まで(PC<16)は2μs
とし(ステップA13)、16回目から23回目まで
(16≦PC<24)は10μs(ステップA14)、
24回目以降320回まで(PC≧24)は100μs
にステップアップさせている(ステップA15)。
In the present embodiment shown in FIG. 3, the number of repetitions of write and write verify is counted up (PC = PC + 1) by the write counter PC (step A16) and controlled. In the present embodiment, the maximum number of repetitions is set to 320 (step A7), and when the number of repetitions exceeds that, it is determined that the memory cell is abnormal and the write voltage is reset (step A8). ) With an error flag (Error Flag)
Is set (step A9), and the sequence ends.
If the maximum number of times of writing has not yet been reached, writing and write verify are repeated (step A1).
0 to step A15). At this time, the time width of the write pulse is changed according to the number of write repetitions (Step A11, Step A12). For example, 2 μs is used for the first to fifteenth write times (PC <16).
(Step A13), 10 μs from the 16th to 23rd times (16 ≦ PC <24) (Step A14),
100 μs from the 24th time to 320 times (PC ≧ 24)
(Step A15).

【0049】図4は、図1中のPLA28の制御による
自動消去シーケンスの全体の流れ(メインルーチンのフ
ローチャート)の一例を示している。図5〜図8は、そ
れぞれ図4のステップB6、ステップB8、ステップB
9、ステップB12の詳細を示している。本自動消去シ
ーケンスにおいても、自動書き込みシーケンスと同様
に、書き込みと消去に先がけてそれぞれ書き込みベリフ
ァイ及び消去ベリファイを行って、不要な書き込み及び
消去を省略している。
FIG. 4 shows an example of the entire flow (flowchart of the main routine) of the automatic erase sequence under the control of the PLA 28 in FIG. FIGS. 5 to 8 show steps B6, B8, and B in FIG.
9, details of step B12. In this automatic erasing sequence, similarly to the automatic writing sequence, prior to writing and erasing, write verification and erasure verification are respectively performed, and unnecessary writing and erasing are omitted.

【0050】図5は本体セルに対する消去前書き込み動
作の流れの一例、図6は不良置換え前のリダンダンシー
セル、不良置換え後の本体セルに対する消去前書き込み
動作の流れの一例、図7は消去および消去ベリファイ動
作の流れの一例、図8はリークチェックおよび自己収束
動作の流れの一例を示している。
FIG. 5 shows an example of the flow of the pre-erase write operation for the main body cell, FIG. 6 shows an example of the flow of the pre-erase write operation for the redundancy cell before the defective replacement, and the main body cell after the defective replacement, and FIG. FIG. 8 shows an example of the flow of the verify operation, and FIG. 8 shows an example of the flow of the leak check and the self-convergence operation.

【0051】図4〜図8のフローチャートに示す本実施
形態の動作を説明する。図4に示す消去動作全体のフロ
ーチャートから分かるように、消去コマンドの認識後、
ブロック選択アドレスカウンタBLKAddを0にセッ
ト(ステップB1)、サイクルカウンタPCを0にセッ
トし(ステップB2)、不良置換え前のリダンダンシー
セルおよび不良置換え後の本体セルの消去前書き込み確
認フラグRDBITを" L" レベルにリセット(RDB
IT=L)する(ステップB3)。その後、書き込みベ
リファイの判定結果フラグPVOK、消去ベリファイの
判定結果フラグEVOK、リークチェックの判定結果フ
ラグLCKOKをリセット(PVOK、EVOK、LC
KOK=L)する(ステップB4)。
The operation of this embodiment shown in the flowcharts of FIGS. 4 to 8 will be described. As can be seen from the flowchart of the entire erase operation shown in FIG. 4, after the recognition of the erase command,
The block selection address counter BLKAdd is set to 0 (step B1), the cycle counter PC is set to 0 (step B2), and the write confirmation flag RDBIT before erasure of the redundancy cell before defective replacement and the main body cell after defective replacement is set to "L". "Reset to level (RDB
IT = L) (step B3). Thereafter, the judgment result flag PVOK for write verification, the judgment result flag EVOK for erase verification, and the judgment result flag LCKOK for leak check are reset (PVOK, EVOK, LCOK).
KOK = L) (step B4).

【0052】そして、ブロック毎に指定アドレスが書き
込み/消去禁止状態に指定されているかどうかを判定し
(ステップB5)、禁止状態でなければ消去前書き込み
から消去動作を開始する(ステップB6)。この際、ブ
ロック選択アドレス(BLK Add )をカウンタでカウント
アップ(BLK Add =BLK Add +1)し(ステップB1
7)、BLK Add =0(ブロックBK0)から1(ブロッ
クBK1)、2(ブロックBK2)、…、10(ブロッ
クBK10)と順番に消去動作を行うように指定する。
Then, it is determined whether or not the designated address is designated as a write / erase inhibit state for each block (step B5). If not, the erase operation is started from the pre-erase write (step B6). At this time, the block selection address (BLK Add) is counted up by a counter (BLK Add = BLK Add + 1) (step B1).
7) Specify that the erase operation is performed in order from BLK Add = 0 (block BK0) to 1 (block BK1), 2 (block BK2),..., 10 (block BK10).

【0053】また、消去動作の流れの中で、必要に応じ
てLCKOKが" H" レベルにセットされている(LC
KOK=H)か否かをチェックし(ステップB11)、
EVOKが" H" レベルにセットされている(EVOK
=H)か否かをチェックする(ステップB14)。
In the flow of the erasing operation, LCKOK is set to the “H” level as necessary (LC
KOK = H) is checked (step B11),
EVOK is set to "H" level (EVOK
= H) is checked (step B14).

【0054】図4のフローチャート中における本体セル
に対するブロック単位で行う消去前書き込み(Block PV
& Program ;Pre-Program )の動作(ステップB6)
は、図5に示すフローチャートから分かるように、カラ
ムアドレスAyおよびロウアドレスAxのリセット(ス
テップC1)後、前記した書き込みシーケンスにカラム
アドレスAyのカウントアップ(AY=AY+1)(ス
テップC3)、ロウアドレスAxのカウントアップ(A
X=AX+1)を追加(ステップC6)し、消去させた
いブロックを選択して全てのアドレスの本体セルに対し
て書き込みするように繰り返す。この際、カラム選択の
終了後にロウ選択に移行する前にワード線電圧をリセッ
トして(ステップA6)読み出し電圧Vccにする。その
他の動作は図3の書き込み動作と同じであるので、同じ
符号を付して、説明は省略する。
In the flowchart of FIG. 4, the pre-erase write (Block PV) is performed for the main cell in block units.
&Program; Pre-Program) (Step B6)
As can be seen from the flowchart shown in FIG. 5, after resetting the column address Ay and the row address Ax (step C1), the write sequence described above counts up the column address Ay (AY = AY + 1) (step C3), Ax count up (A
(X = AX + 1) is added (step C6), a block to be erased is selected, and the process is repeated to write data to the main cells of all addresses. At this time, the word line voltage is reset (step A6) to the read voltage Vcc before the transition to the row selection after the end of the column selection. The other operations are the same as those of the write operation of FIG. 3, and therefore are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0055】図4のフローチャート中における不良置換
え前のリダンダンシーセルおよび不良置換え後の本体セ
ルに対する消去前書き込み(Spare/Fail Row Program)
の動作を、図6に示す。リダンダンシーセルに置換えな
い時はリダンダンシー用の予備セルを選択し、リダンダ
ンシーセルに置換える時は置換え前の本体セルを選択す
る(ステップD1)、そして、時間幅10μsの書き込
みパルスを用いて書き込みを行い(ステップD2、ステ
ップD3)、書き込みベリファイは実行しない(ステッ
プD4〜ステップD10)。書き込みベリファイは実行
しない理由は、書き込み不良セルを置換えていた場合に
書き込みベリファイの結果がNGとなるからである。
Write before erasure (Spare / Fail Row Program) to the redundancy cell before defective replacement and the main cell after defective replacement in the flowchart of FIG.
6 is shown in FIG. When the cell is not replaced with a redundancy cell, a spare cell for redundancy is selected. When the cell is replaced with a redundancy cell, a main cell before replacement is selected (step D1). Then, writing is performed using a write pulse having a time width of 10 μs. (Step D2, Step D3), Write verify is not executed (Step D4 to Step D10). The reason why the write verify is not executed is that the result of the write verify becomes NG when the write defective cell is replaced.

【0056】なお、リダンダンシーのカラムアドレスA
Y、ロウアドレスAXは、冗長回路の不良アドレス記憶
回路の記憶されているアドレスである。図4のフローチ
ャート中におけるブロック消去ベリファイ(Block EV)
およびブロック消去(Block Erase )の動作を、図7に
示す。消去ベリファイ動作から開始し(ステップE1〜
ステップE4)、セルの閾値Vthが所定値(例えば3
V以下)になるまで消去を行う(ステップE2〜ステッ
プE18)。つまり、消去させたいセルアレイ領域をブ
ロック単位とし、消去させたいブロック毎にブロック単
位での消去および消去ベリファイ処理を全てのアドレス
に対して実行するように繰り返すことにより、消去させ
たい複数のブロックをブロック毎にシリアルに自動的に
消去する。
It should be noted that the redundancy column address A
Y and the row address AX are addresses stored in the defective address storage circuit of the redundant circuit. Block erase verify (Block EV) in the flowchart of FIG.
FIG. 7 shows the operation of block erase (Block Erase). Starting from the erase verify operation (steps E1 to E1).
Step E4), the threshold value Vth of the cell is set to a predetermined value (for example, 3
V) (steps E2 to E18). In other words, the cell array area to be erased is set as a block unit, and the erase and erase verify processing in the block unit for each block to be erased are repeated so as to be executed for all the addresses, so that a plurality of blocks to be erased are divided into blocks. Automatically erase serially every time.

【0057】図4のフローチャート中におけるブロック
リークチェックおよび自己収束(Block LCK & Conv)の
動作を、図8に示す。自己収束はビット線毎に(カラム
単位で)行われる(ステップF1、ステップF2)。こ
の際、リークチェック用負荷トランジスタを用いてセン
スアンプで読み出した結果(ステップF3)、ビット線
リークがない場合(例えばリーク電流値が5μA以
下)、つまり、" 0" 書き込みセルの読み出し状態であ
る場合には、リークチェックOKとする(ステップF5
〜ステップF8)。
FIG. 8 shows the operations of the block leak check and the self-convergence (Block LCK & Conv) in the flowchart of FIG. Self-convergence is performed for each bit line (for each column) (step F1, step F2). At this time, as a result of reading by the sense amplifier using the leak check load transistor (step F3), when there is no bit line leak (for example, the leak current value is 5 μA or less), that is, the read state of the “0” write cell. In this case, the leak check is OK (step F5).
-Step F8).

【0058】上記とは逆に、ビット線リークがある場合
(例えばリーク電流値が5μA以上)、つまり、" 1"
書き込みセルの読み出し状態である場合には、リークチ
ェックNGとする。リークチェックNGの場合には、自
己収束(Convergence )の動作により、ビット線リーク
の原因となっている過消去メモリセルの閾値を高く制御
してビット線リークがないようにする(ステップF9〜
ステップF14)。
Contrary to the above, when there is a bit line leak (for example, the leak current value is 5 μA or more), that is, “1”
When the read state of the write cell is set, the leak check is NG. In the case of the leak check NG, the threshold of the over-erased memory cell causing the bit line leak is controlled to be high by the operation of the self-convergence (Convergence) so that the bit line leak does not occur (steps F9 to F9).
Step F14).

【0059】また、自己収束の動作は、全てのワード線
を0Vに設定し、選択ビット線に自己収束電圧(例えば
5V)を与えることにより(ステップF13)、通常の
書き込み動作においてワード線を0Vに設定した場合と
等価な状態にして行う。
The self-convergence operation is performed by setting all word lines to 0 V and applying a self-convergence voltage (for example, 5 V) to the selected bit line (step F13). It is performed in a state equivalent to the case where it is set to.

【0060】なお、消去および自己収束の回数をカウン
タPCでカウントアップするが(ステップF15)、前
記した書き込み動作とは異なり、消去および自己収束の
合計回数が最大3072であるか否かを判定するものと
した(ステップF10)。
The number of times of erasure and self-convergence is counted up by the counter PC (step F15). Unlike the above-mentioned write operation, it is determined whether or not the total number of times of erasure and self-convergence is a maximum of 3072. (Step F10).

【0061】上記のように、フラッシュEEPROMに
おける自動消去のシーケンスの特徴は、次の通りであ
る。 (1)ブロック単位で消去前書き込みの書き込みベリフ
ァイを最初に行い、続いて消去前書き込みと書き込みベ
リファイとを書き込みが終了するまで行い、次に、消去
ベリファイとそれに続く消去および消去ベリファイを行
う。また、消去後の各ビット線に対する過消去メモリセ
ル検出および過消去メモリセルの閾値の制御も行う。な
お、複数ブロックを消去する場合は、連続してブロック
毎に上記動作を行う。
As described above, the features of the automatic erase sequence in the flash EEPROM are as follows. (1) Write verification of write-before-erase is first performed on a block basis, write-before-erase and write-verify are performed until write-end is completed, and then erase-verify and subsequent erase and erase-verify are performed. In addition, detection of over-erased memory cells for each bit line after erasing and control of the threshold value of the over-erased memory cells are also performed. When erasing a plurality of blocks, the above operation is continuously performed for each block.

【0062】(2)前記消去前書き込みにおいて、指定
されたブロック内の全てのメモリセルに対して書き込み
を行うために自動的に書き込みアドレスのカウントアッ
プを行う。
(2) In the pre-erase write, the write address is automatically counted up in order to write to all the memory cells in the designated block.

【0063】(3)前記消去前書き込みにおいて、不良
置換え前のリダンダンシーセルおよび不良置換え後の本
体セルについても消去前書き込みを行う。 (4)前記消去および消去ベリファイにおいて、一定パ
ルス時間の消去電圧を印加し、消去毎にメモリセルの閾
値が所定値以下であるか否かの消去ベリファイを行い、
ブロック内の全てのメモリセルの閾値が所定値以下であ
ることが確認されるまで消去および消去ベリファイを繰
り返す。
(3) In the pre-erase write, the pre-erase write is also performed on the redundancy cell before the defective replacement and the main body cell after the defective replacement. (4) In the erasing and erasing verification, an erasing voltage for a fixed pulse time is applied, and erasing verification is performed for each erasing to determine whether the threshold value of the memory cell is equal to or less than a predetermined value.
Erase and erase verify are repeated until it is confirmed that the threshold values of all the memory cells in the block are equal to or smaller than a predetermined value.

【0064】(5)前記消去ベリファイを前記ブロック
内の全てのメモリセルが通過した後、過消去メモリセル
検出処理であるリークチェックを行う。前記リークチェ
ックは、全てのワード線を0Vに設定し、1アドレス分
のビット線を選択し、選択されたビット線に過消去メモ
リセルによるビット線リークがあるか否かを判定する。
(5) After all memory cells in the block have passed the erase verify, a leak check which is an over-erased memory cell detection process is performed. In the leak check, all word lines are set to 0 V, a bit line for one address is selected, and it is determined whether or not the selected bit line has a bit line leak due to an over-erased memory cell.

【0065】(6)前記リークチェックの結果がOKの
場合は消去シーケンスを終了し、前記リークチェックの
結果がNGの場合(過消去メモリセルが存在するビット
線と判断された場合)には過消去メモリセルの閾値制御
である自己収束処理を実行する。前記自己収束処理は、
全ワード線が0Vのままで選択ビット線に自己収束電圧
を一定時間印加して過消去メモリセルの閾値が所望のし
きい値分布内に収まるように引き上げる。
(6) When the result of the leak check is OK, the erase sequence is terminated. When the result of the leak check is NG (when it is determined that the bit line has the over-erased memory cell), the erase sequence is over. A self-convergence process as threshold control of the erased memory cell is executed. The self-convergence process includes:
A self-converging voltage is applied to the selected bit line for a certain period of time while all word lines remain at 0 V, and the threshold value of the overerased memory cell is raised so as to fall within a desired threshold distribution.

【0066】(7)前記自己収束処理の後、再び前記リ
ークチェックを行い、前記自己収束処理が正しく行われ
たか否かを判定する。 (8)前記自己収束処理を一旦実行した後には、必ず消
去ベリファイを再実行して全てのメモリセルの閾値が所
定値以下であるか否かを確認する。
(7) After the self-convergence process, the leak check is performed again to determine whether the self-convergence process has been correctly performed. (8) After the self-convergence process is once executed, the erase verify is always executed again to check whether or not the threshold values of all the memory cells are equal to or less than a predetermined value.

【0067】(9)前記自己収束処理後の消去ベリファ
イにおいて、全てのメモリセルの閾値が所定値以下であ
ることが確認された場合には消去シーケンスを終了し、
一部のメモリセルの閾値が所定値を越えたことが確認さ
れた場合には、再び消去を行い、リークチェック、消去
ベリファイが共にOKと判断されるまで自己収束処理お
よび消去を繰り返す。
(9) In the erase verify after the self-convergence process, when it is confirmed that the threshold values of all the memory cells are equal to or less than a predetermined value, the erase sequence is terminated.
When it is confirmed that the threshold value of some of the memory cells has exceeded a predetermined value, the erase operation is performed again, and the self-convergence process and the erase operation are repeated until both the leak check and the erase verify operation are determined to be OK.

【0068】上記したような本実施形態のフラッシュE
EPROMにおいては、自動書き込みのシーケンス、自
動消去のシーケンスによりメモリセルに対するデータの
書き換えを行うことにより、書き込み時間をむやみに長
くすることなく、書き込み後、消去後のセルの閾値を所
定の分布幅に制御することが可能になる。また、処理の
開始当初にベリファイ動作を行って書き込み或いは消去
の必要のないセルへの書き込み及び消去を省略している
ので、過書き込み及び過消去がなくなり、しきい値制御
が安定化する。
The flash E of the present embodiment as described above
In an EPROM, by rewriting data in a memory cell by an automatic writing sequence and an automatic erasing sequence, the threshold value of a cell after writing is set to a predetermined distribution width after writing without unnecessarily prolonging the writing time. It becomes possible to control. Further, since a verify operation is performed at the beginning of the process to omit writing and erasing to cells that do not need to be written or erased, overwriting and overerasing are eliminated, and threshold control is stabilized.

【0069】さらに、所定の閾値まで書き込まれたセル
については、それ以上にストレスをかけることなく、セ
ルの閾値が均等になる。消去後、過消去メモリセルが発
生した時にも、過消去メモリセルが存在するビット線の
みに自己収束電圧を印加するので、むやみにストレスを
かけることなく、セルの閾値を所定の分布幅に制御する
ことが可能になる。
Further, for cells written up to a predetermined threshold value, the threshold values of the cells become uniform without further stress. After erasing, even when an over-erased memory cell occurs, the self-converging voltage is applied only to the bit line where the over-erased memory cell exists, so that the threshold value of the cell is controlled to a predetermined distribution width without applying unnecessary stress. It becomes possible to do.

【0070】また、自動書き込み及び自動消去のシーケ
ンスにほぼ同一の動作を行わせるようにしているので、
回路の簡略化ができる。すなわち、消去シーケンスで
は、消去前に書き込みをする必要がある。消去前のデー
タは、" 1" データ、" 0" データが混在しているた
め、その状態で消去前書き込みを行うと、以下の2点の
問題を生じる。 (1) " 1" データから書き込みした" 0" データ
と、" 0" データに書き込みした" 0" データのセルの
しきい値Vthに差が生じて、消去時間が長くなり、消
去後のセルのしきい値Vthのばらつきの原因となる。 (2)" 0" データに追加書き込みを行い、書き込みに
よるセル劣化の原因となる。
Further, since almost the same operation is performed in the sequence of the automatic writing and the automatic erasing,
The circuit can be simplified. That is, in the erase sequence, it is necessary to perform writing before erasing. Since the data before erasure includes a mixture of "1" data and "0" data, if the pre-erase writing is performed in that state, the following two problems occur. (1) The threshold value Vth of the cell of “0” data written from “1” data differs from the threshold value Vth of the cell of “0” data written to “0” data. Causes a variation in the threshold value Vth. (2) Additional writing is performed on "0" data, which causes cell deterioration due to writing.

【0071】この対策として、消去前書き込みにおい
て、すでに" 0" となっているデータに書き込みを行わ
ず、" 1" データのみ書き込みをする。つまり、消去前
書き込み時にベリファイから開始して、" 0" データ
か" 1" データかを判定し、書き込みの必要な" 1" デ
ータセルにのみ書き込みを行い、書き込み後のレベル、
セルのしきい値Vthをそろえることで、安定した性能
を実現できる。
As a countermeasure, in the pre-erase write, the data that is already "0" is not written, and only the "1" data is written. In other words, starting from verify at the time of programming before erasure, it is determined whether the data is "0" data or "1" data, and writing is performed only on the "1" data cells that need to be written.
By adjusting the threshold values Vth of the cells, stable performance can be realized.

【0072】更に、このようなベリファイから開始する
シーケンスをすべてのモードに採用することで、回路構
成を簡略化でき、ロジックを共用することにより、回路
面積を削減し、チップサイズの縮小によるコストダウン
を実現できる。また、シーケンスを統一化することで、
設計時間を短縮化し、設計の効率化が図れる。
Further, by adopting such a sequence starting from the verification in all modes, the circuit configuration can be simplified, and by sharing the logic, the circuit area can be reduced, and the cost can be reduced by reducing the chip size. Can be realized. Also, by unifying the sequence,
Design time can be shortened and design efficiency can be improved.

【0073】従って、データの書き換えを安定に行うこ
とが可能になるので、信頼性の高いメモリデバイスを提
供することができる。なお、上記実施例のEEPROM
において、電源電圧を昇圧して書き込み電圧や消去電圧
などの高電圧を得るための昇圧回路として、多段縦続接
続されたチャージポンプ回路と、最終段のチャージポン
プ回路に接続された電圧制限回路とから構成することが
可能である。
Therefore, data can be rewritten stably, and a highly reliable memory device can be provided. The EEPROM of the above embodiment is used.
As a boosting circuit for boosting the power supply voltage to obtain a high voltage such as a writing voltage or an erasing voltage, a multistage cascaded charge pump circuit and a voltage limiting circuit connected to the last stage charge pump circuit It is possible to configure.

【0074】データの書き込みを行う場合に、使用され
る書き込み電圧が高い程、データの書き込みに要する時
間を短くすることができるが、書き込み電圧を高くし過
ぎるとデータの書き込み時にオーバーライトが生じる。
When data is written, the higher the write voltage used, the shorter the time required for data write can be. However, if the write voltage is too high, overwriting occurs at the time of data write.

【0075】この問題を避けるために、書き込み電圧を
小刻みに上昇させてデータの書き込みを複数回に分けて
行い、データの書き込みおよび書き込み後の読み出し動
作を繰り返し行うものとし、読み出されたデータが書き
込みデータと等しくなった時に書き込み動作を終了させ
る方式(インテリジェントライト方式)を採用してもよ
い。
In order to avoid this problem, it is assumed that the write voltage is gradually increased to perform the data write in a plurality of times, and that the data write and the read operation after the write are repeatedly performed. A method (intelligent write method) of terminating the write operation when the data becomes equal to the write data may be adopted.

【0076】この場合、書き込み電圧や消去電圧を最適
値に設定するために、昇圧回路の出力側に電圧調整回路
を設けておき、次のように制御することも可能である。
即ち、メモリセルに対するデータの書き込みあるいは消
去を行った後に上記メモリセルのデータの読み出しを行
うことによりデータの書き込みあるいは消去が正しく行
われているか否かを検証する一連の制御を行い、この一
連の制御を書き込みあるいは消去が正しく行われるまで
必要に応じて繰り返し、一連の制御の実行回数(検証回
数)を保持する際に、上記検証回数を所定の設定回数と
比較し、比較結果に応じて電圧設定手段を制御するため
の制御データを設定して上記昇圧回路の出力電圧(書き
込み電圧あるいは消去電圧)が最適値となるように自動
的に電圧調整回路を調整制御すると共に、この制御デー
タを不揮発性記憶手段に記憶しておく。
In this case, in order to set the write voltage and the erase voltage to optimal values, it is possible to provide a voltage adjusting circuit on the output side of the booster circuit and control as follows.
That is, after writing or erasing data to or from a memory cell, a series of controls for verifying whether data writing or erasing is correctly performed by performing data reading from the memory cell are performed. The control is repeated as necessary until writing or erasing is correctly performed. When the number of times of execution of a series of controls (the number of times of verification) is held, the number of times of verification is compared with a predetermined number of times, and the voltage is determined according to the comparison result. The control data for controlling the setting means is set to automatically adjust and control the voltage adjusting circuit so that the output voltage (write voltage or erase voltage) of the booster circuit becomes an optimum value. It is stored in the sex storage means.

【0077】この場合、検証回数が設定回数より多い
と、書き込みあるいは消去の能力を高くするために前記
昇圧回路の出力電圧が高くなるように制御し、検証回数
が設定回数より少ないと、書き込みあるいは消去の能力
を低くするために前記昇圧回路の出力電圧が低くなるよ
うに制御することにより、昇圧回路の出力電圧が最適値
となるように自動的に調整することが可能となる。本発
明は、上記の発明の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変形して実施
できるのは勿論である。
In this case, if the number of times of verification is larger than the set number of times, the output voltage of the booster circuit is controlled so as to increase the writing or erasing ability. By controlling the output voltage of the booster circuit to be lower in order to lower the erasing ability, it is possible to automatically adjust the output voltage of the booster circuit to an optimum value. The present invention is not limited to the above embodiments of the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0078】[0078]

【発明の効果】上記のように本発明の半導体記憶装置に
よれば、フラッシュEEPROMにおける自動書き込み
や自動消去に際してセル閾値の制御を確実に行うことが
でき、性能、信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, it is possible to reliably control the cell threshold at the time of automatic writing and automatic erasing in a flash EEPROM, thereby improving performance and reliability. .

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

【図1】 本発明の一実施形態に係るNOR型フラッシ
ュEEPROMの全体構成を概略的に示すブロック回路
図。
FIG. 1 is a block circuit diagram schematically showing an overall configuration of a NOR flash EEPROM according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1中のメモリセルアレイにおけるNOR型
セルの一部分を取り出して示す回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of a NOR type cell in the memory cell array in FIG. 1;

【図3】 図1のフラッシュEEPROMにおける自動
書き込みシーケンスの流れの一例を示すフローチャー
ト。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of an automatic write sequence in the flash EEPROM of FIG. 1;

【図4】 図1のフラッシュEEPROMにおける自動
消去シーケンスの全体の流れ(メインルーチン)の一例
を示すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the entire flow (main routine) of an automatic erase sequence in the flash EEPROM of FIG. 1;

【図5】 図4中のステップB6に対応する本体セルに
対する消去前書き込み動作の流れの一例を示すフローチ
ャート。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of a pre-erase write operation for a main body cell corresponding to step B6 in FIG. 4;

【図6】 図4中のステップB8に対応するリダンダン
シーセル、本体不良置換えセルに対する消去前書き込み
動作の流れの一例を示すフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a flow of a pre-erase write operation for a redundancy cell and a main body defective replacement cell corresponding to step B8 in FIG. 4;

【図7】 図4中のステップB9に対応する消去及び消
去ベリファイ動作の流れの一例を示すフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the flow of an erase and erase verify operation corresponding to step B9 in FIG. 4;

【図8】 図4中のステップB12に対応するリークチ
ェック、自己収束動作の流れの一例を示すフローチャー
ト。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of a leak check and self-convergence operation corresponding to step B12 in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…メモリセルアレイ BK0〜BKn−1…ブロック 11…アドレスバッファ 12…プリデコーダ 13…ロウデコーダ 14…カラムデコーダ 15…カラムゲート 16…センスアンプ 17…入出力(I/O)回路 18…ソースデコーダ 20…ビット線昇圧回路 21…ワード線・ソース線昇圧回路 22…制御回路 23…アドレスカウンタ(アドレス発生回路) 24…選択回路 25…コマンド回路 26…サイクルカウンタ 27…タイマー回路 28…PLA回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Memory cell array BK0-BKn-1 ... Block 11 ... Address buffer 12 ... Predecoder 13 ... Row decoder 14 ... Column decoder 15 ... Column gate 16 ... Sense amplifier 17 ... Input / output (I / O) circuit 18 ... Source decoder 20 ... Bit line booster circuit 21 ... Word line / source line booster circuit 22 ... Control circuit 23 ... Address counter (address generation circuit) 24 ... Selection circuit 25 ... Command circuit 26 ... Cycle counter 27 ... Timer circuit 28 ... PLA circuit

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 浮遊ゲートおよび制御ゲートが積層され
た二層ゲート構造を有する複数の不揮発性のメモリセル
が配列されたメモリセルアレイと、 書き込みコマンド入力に基づいて、前記メモリセルアレ
イにおけるデータ書き込みの対象となる1つまたは複数
のメモリセルを指定して自動的に書き込み処理を制御す
る自動書き込み制御回路と、を備え、 前記自動書き込み制御回路は、自動書き込みの開始時に
まず書き込みベリファイを行い、前記書き込みベリファ
イの結果書き込みが必要なメモリセルについて書き込み
及び書き込みベリファイを書き込みが完了するまで繰り
返すことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells having a two-layer gate structure in which a floating gate and a control gate are stacked are arranged, and an object of data writing in the memory cell array based on a write command input An automatic write control circuit for automatically controlling a write process by designating one or a plurality of memory cells, wherein the automatic write control circuit first performs a write verify at the start of automatic write, and A semiconductor memory device characterized by repeating writing and write-verify for a memory cell that needs to be written as a result of verification until writing is completed.
【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、前記自動書き込み制御回路は、前記書き込みと書き
込みベリファイの繰り返し回数に応じて前記浮遊ゲート
への注入電荷量を制御することを特徴とする半導体記憶
装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said automatic write control circuit controls the amount of charge injected into said floating gate in accordance with the number of repetitions of said write and write-verify. Storage device.
【請求項3】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
て、前記注入電荷量の制御は、書き込みパルスの時間幅
を制御することによって行われることを特徴とする半導
体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the control of the amount of injected charges is performed by controlling a time width of a write pulse.
【請求項4】 浮遊ゲートおよび制御ゲートが積層され
た二層ゲート構造を有する複数の不揮発性のメモリセル
が配列されたメモリセルアレイと、 消去コマンド入力に基づいて、前記メモリセルアレイに
おけるデータ消去の対象となる複数のメモリセルを指定
して自動的に消去処理を制御する自動消去制御回路と、
を備え、 前記自動消去制御回路は、自動消去の開始時にまず消去
ベリファイを行い、前記消去ベリファイの結果消去が必
要なメモリセルについて消去及び消去ベリファイを消去
が完了するまで繰り返すことを特徴とする半導体記憶装
置。
4. A memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells having a two-layer gate structure in which a floating gate and a control gate are stacked are arranged, and data to be erased in the memory cell array based on an erase command input An automatic erase control circuit for automatically controlling an erase process by designating a plurality of memory cells,
Wherein the automatic erasure control circuit first performs erasure verification at the start of automatic erasure, and repeats erasure and erasure verification on the memory cells requiring erasure as a result of the erasure verification until erasure is completed. Storage device.
【請求項5】 請求項4記載の半導体記憶装置におい
て、前記自動消去制御回路は、消去後の各ビット線に対
する過消去メモリセル検出および過消去メモリセルの閾
値の制御を更に行うことを特徴とする半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein said automatic erase control circuit further performs detection of an over-erased memory cell for each bit line after erasing and control of a threshold value of the over-erased memory cell. Semiconductor storage device.
【請求項6】 請求項4記載の半導体記憶装置におい
て、前記消去および消去ベリファイに際し、一定パルス
時間の消去電圧を印加し、消去毎にメモリセルの閾値が
所定値以下であるか否かの消去ベリファイを行い、全て
のメモリセルの閾値が所定値以下であることが確認され
るまで消去および消去ベリファイが繰り返されることを
特徴とする半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein at the time of said erasing and erasing verification, an erasing voltage for a fixed pulse time is applied, and erasing is performed each time erasing to determine whether a threshold value of a memory cell is equal to or less than a predetermined value. A semiconductor memory device wherein verification is performed, and erasure and erase verification are repeated until it is confirmed that the threshold values of all memory cells are equal to or less than a predetermined value.
【請求項7】 浮遊ゲートおよび制御ゲートが積層され
た二層ゲート構造を有する複数の不揮発性のメモリセル
が配列されたメモリセルアレイと、 消去コマンド入力に基づいて、前記メモリセルアレイに
おけるデータ消去の対象となる複数のメモリセルを指定
して自動的に処理を制御する自動書き込み・消去制御回
路と、を備え、 前記自動書き込み・消去制御回路は、まず消去前書き込
みの書き込みベリファイを行い、前記書き込みベリファ
イの結果消去前書き込みが必要であれば書き込み及び書
き込みベリファイを書き込みが完了するまで繰り返し、
消去前書き込みが終了した時点で、消去ベリファイを行
い、その後に消去が完了するまで、消去と消去ベリファ
イ動作を繰り返すことを特徴とする半導体記憶装置。
7. A memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells having a two-layer gate structure in which a floating gate and a control gate are stacked are arranged, and data to be erased in the memory cell array based on an erase command input An automatic write / erase control circuit for automatically controlling processing by designating a plurality of memory cells to be used, wherein the automatic write / erase control circuit first performs write verification of pre-erase write, and As a result, if writing before erasing is necessary, write and write verify are repeated until writing is completed,
A semiconductor memory device wherein erase verify is performed at the time of completion of pre-erase write, and thereafter, erase and erase verify operations are repeated until the erase is completed.
【請求項8】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、前記メモリセルアレイは、ロウ方向に分割された複
数のメモリセルブロックからなることを特徴とする半導
体記憶装置。
8. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein said memory cell array comprises a plurality of memory cell blocks divided in a row direction.
【請求項9】 請求項8記載の半導体記憶装置におい
て、前記自動書き込み・消去制御回路は複数のメモリセ
ルブロックをシリアルに指定して、指定されたメモリセ
ルブロック内の複数のメモリセルについて自動的に処理
を制御することを特徴とする半導体記憶装置。
9. The semiconductor memory device according to claim 8, wherein said automatic write / erase control circuit serially designates a plurality of memory cell blocks and automatically designates a plurality of memory cells in the designated memory cell block. A semiconductor memory device characterized by controlling processing.
【請求項10】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、前記自動書き込み・消去制御回路は、消去後の各ビ
ット線に対する過消去メモリセル検出および過消去メモ
リセルの閾値の制御を更に行うことを特徴とする半導体
記憶装置。
10. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein said automatic write / erase control circuit further performs detection of an over-erased memory cell for each bit line after erasing and control of a threshold value of the over-erased memory cell. A semiconductor memory device characterized by the following.
【請求項11】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、前記消去前書き込みに際し、指定されたメモリブロ
ック内の全てのメモリセルに対して書き込みを行うため
に自動的に書き込みアドレスのカウントアップが行われ
ることを特徴とする半導体記憶装置。
11. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein at the time of writing before erasure, a write address is automatically counted up to perform writing to all memory cells in a specified memory block. A semiconductor memory device characterized in that:
【請求項12】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、前記消去前書き込みに際し、不良置換え前のリダン
ダンシーセルおよび不良置換え後の本体セルについても
消去前書き込みが行われることを特徴とする半導体記憶
装置。
12. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein in the pre-erase write, the pre-erase write is also performed on the redundancy cell before the defective replacement and the main body cell after the defective replacement. .
【請求項13】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、前記消去および消去ベリファイに際し、一定パルス
時間の消去電圧を印加し、消去毎にメモリセルの閾値が
所定値以下であるか否かの消去ベリファイを行い、全て
のメモリセルの閾値が所定値以下であることが確認され
るまで消去および消去ベリファイが繰り返されることを
特徴とする半導体記憶装置。
13. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein at the time of said erasing and erasing verification, an erasing voltage for a fixed pulse time is applied, and erasing is performed each time erasing to determine whether a threshold value of a memory cell is equal to or less than a predetermined value. A semiconductor memory device wherein verification is performed, and erasure and erase verification are repeated until it is confirmed that the threshold values of all memory cells are equal to or less than a predetermined value.
【請求項14】 請求項13記載の半導体記憶装置にお
いて、前記自動書き込み・消去制御回路は、更に前記消
去ベリファイで全てのメモリセルのしきい値が所定値以
下であることが確認された後、過消去メモリセル検出処
理であるリークチェックを行うことを特徴とする半導体
記憶装置。
14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein said automatic write / erase control circuit further checks that threshold values of all memory cells are equal to or less than a predetermined value by said erase verify. A semiconductor memory device which performs a leak check which is an over-erased memory cell detection process.
【請求項15】 請求項14記載の半導体記憶装置にお
いて、前記リークチェックは、全てのワード線を0Vに
設定し、1アドレス分のビット線を選択し、選択された
ビット線に過消去メモリセルによるビット線リークがあ
るか否かを判定することにより行われることを特徴とす
る半導体記憶装置。
15. The semiconductor memory device according to claim 14, wherein in said leak check, all word lines are set to 0 V, a bit line for one address is selected, and an over-erased memory cell is set to the selected bit line. A semiconductor memory device, which is performed by determining whether or not there is a bit line leak due to the following.
【請求項16】 請求項15記載の半導体記憶装置にお
いて、前記リークチェックの結果がOKの場合は消去シ
ーケンスを終了し、前記リークチェックの結果がNGの
場合には過消去メモリセルの閾値制御である自己収束処
理を実行することを特徴とする半導体記憶装置。
16. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein when the result of the leak check is OK, the erase sequence is terminated, and when the result of the leak check is NG, the threshold control of the over-erased memory cell is performed. A semiconductor memory device which performs a certain self-convergence process.
【請求項17】 請求項16記載の半導体記憶装置にお
いて、前記自己収束処理は、全ワード線が0Vのままで
選択ビット線に自己収束電圧を一定時間印加して過消去
メモリセルの閾値を引き上げることを特徴とする半導体
記憶装置。
17. The semiconductor memory device according to claim 16, wherein said self-convergence processing raises a threshold value of an overerased memory cell by applying a self-convergence voltage to a selected bit line for a predetermined time while all word lines remain at 0V. A semiconductor memory device characterized by the above-mentioned.
【請求項18】 請求項16記載の半導体記憶装置にお
いて、前記自動書き込み・消去制御回路は、前記自己収
束処理の後、再び前記リークチェックを行い、前記自己
収束が正しく行われたか否かを判定することを特徴とす
る半導体記憶装置。
18. The semiconductor memory device according to claim 16, wherein the automatic write / erase control circuit performs the leak check again after the self-convergence processing, and determines whether the self-convergence has been correctly performed. A semiconductor memory device.
【請求項19】 請求項16記載の半導体記憶装置にお
いて、前記自動書き込み・消去制御回路は、前記自己収
束処理を実行した後、消去ベリファイを再実行して全て
のメモリセルの閾値が所定値以下であるか否かを確認す
ることを特徴とする半導体記憶装置。
19. The semiconductor memory device according to claim 16, wherein said automatic write / erase control circuit executes said self-convergence processing and then executes erase verify again to set thresholds of all memory cells to a predetermined value or less. A semiconductor memory device, which checks whether or not it is.
【請求項20】 請求項19記載の半導体記憶装置にお
いて、前記自動書き込み・消去制御回路は、前記自己収
束処理後の消去ベリファイに際し、全てのメモリセルの
閾値が所定値以下であることが確認された場合には消去
シーケンスを終了し、一部のメモリセルの閾値が所定値
以下であることが確認できなかった場合には、再び消去
を行い、リークチェック、消去ベリファイが共にOKと
判断されるまで自己収束処理および消去を繰り返すこと
を特徴とする半導体記憶装置。
20. The semiconductor memory device according to claim 19, wherein said automatic write / erase control circuit confirms at the time of erase verify after said self-convergence processing that threshold values of all memory cells are equal to or less than a predetermined value. In this case, the erase sequence is terminated, and if it is not confirmed that the threshold value of some of the memory cells is equal to or less than the predetermined value, the erase is performed again, and both the leak check and the erase verify are determined to be OK. A semiconductor memory device characterized by repeating self-convergence processing and erasure until the semiconductor memory device.
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