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JP2002109890A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

Info

Publication number
JP2002109890A
JP2002109890A JP2000303156A JP2000303156A JP2002109890A JP 2002109890 A JP2002109890 A JP 2002109890A JP 2000303156 A JP2000303156 A JP 2000303156A JP 2000303156 A JP2000303156 A JP 2000303156A JP 2002109890 A JP2002109890 A JP 2002109890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
write
common source
source line
potential
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000303156A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenjun Takase
賢順 高瀬
Jiro Kishimoto
次郎 岸本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000303156A priority Critical patent/JP2002109890A/en
Publication of JP2002109890A publication Critical patent/JP2002109890A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不揮発性メモリセルのソース電位の上昇によ
る書込み判定のばらつきを抑制し、データ書込み後のし
きい値の分布の狭帯化を図れる不揮発性半導体メモリを
提供することにある。 【解決手段】 しきい値が変化されることでデータを記
憶するMOSFETからなる複数のメモリセルを備え、
該メモリセルのドレインがそれぞれ対応するビット線に
接続される一方、複数のメモリセルのソースが共通のコ
モンソース線に接続され、データを書き込む際に書込み
動作と、ビット線をプリチャージして制御ゲートを判定
電圧にする書込み判定とを繰り返し行う不揮発性半導体
メモリにおいて、上記書込み動作と書込み判定とを繰り
返し行う際に、初めの書込み判定から終りの書込み判定
にかけて、コモンソース線の電位上昇に応じて判定電圧
(Vwvmax〜Vwvmin)が変化するように構成
する。
(57) [Problem] To provide a nonvolatile semiconductor memory capable of suppressing variation in write determination due to an increase in a source potential of a nonvolatile memory cell and narrowing a threshold distribution after data write. It is in. SOLUTION: A plurality of memory cells including MOSFETs storing data by changing a threshold value are provided,
The drains of the memory cells are connected to the corresponding bit lines, respectively, while the sources of the plurality of memory cells are connected to a common common source line. In a non-volatile semiconductor memory that repeatedly performs a write determination using a gate as a determination voltage, when the above-described write operation and the write determination are repeatedly performed, from the first write determination to the last write determination, the write operation is performed according to the potential rise of the common source line. Thus, the determination voltage (Vwvmax to Vwvmin) is changed.

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】この発明は、しきい値の高低
でデータを記憶する不揮発性記憶素子を備えた不揮発性
半導体メモリに適用して有用な技術に関し、例えば、ブ
ロック単位でデータを一括消去可能なフラッシュメモリ
におけるデータ書込み時のしきい値の分布狭帯化技術お
よび書込み速度の高速化技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique which is useful when applied to a nonvolatile semiconductor memory having a nonvolatile storage element for storing data at a high or low threshold value. The present invention relates to a technique for narrowing the distribution of thresholds at the time of data writing in a possible flash memory and a technique for increasing the writing speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラッシュメモリは、図12に示すよう
に、制御ゲートCGおよび浮遊ゲートFGを有する二層
ゲート構造のMOSFETからなる不揮発性記憶素子を
メモリセルMCとしており、1個のトランジスタでメモ
リセルが構成されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 12, a flash memory has a nonvolatile memory element formed of a MOSFET having a double-layer gate structure having a control gate CG and a floating gate FG as a memory cell MC. A cell is configured.

【0003】このようなメモリセルMCへデータを書き
込む方式として、例えば、図12のようにソースとドレ
インを0Vにした状態で、制御ゲートCGに高電圧(例
えば18V)の書込み電圧Vwwを印加してFNトンネ
ル現象で負電荷を浮遊ゲートFGに注入ししきい値Vt
hを上昇させる方式と、ゲートに高電圧を印加した状態
でソース・ドレイン間に電流を流して発生したホットエ
レクトロンを浮遊ゲートに注入してしきい値を上昇させ
る方式とがある。
As a method of writing data to such a memory cell MC, for example, a high voltage (for example, 18 V) write voltage Vww is applied to the control gate CG with the source and the drain kept at 0 V as shown in FIG. Negative charge is injected into the floating gate FG by the FN tunnel phenomenon to
There is a method of increasing the threshold voltage or a method of increasing the threshold value by injecting hot electrons generated by flowing a current between the source and the drain with a high voltage applied to the gate into the floating gate.

【0004】いずれの方式でも、データを書き込む際に
は、図13(a)のデータ書込みの処理フローに示すよ
うに、上記制御ゲートCGに書込み電圧Vwwを印加す
る書込み動作と、メモリセルのしきい値が所定の電圧に
達したか否かを判定するベリファイ読出しおよび判定動
作とが繰り返し行われ、メモリセルのしきい値分布を示
す図13(b)にハッチングで示すように、メモリセル
のしきい値Vthが、例えば論理“1”に対応するベリ
ファイ電圧Vwv(例えば2〜3V)を越えない場合に
書込み未完“fail”とされ、ベリファイ電圧Vwv
を超えた場合に書込み完了“pass”とされる。
In either method, when writing data, as shown in the data write processing flow of FIG. 13A, a write operation for applying a write voltage Vww to the control gate CG and a write operation for a memory cell are performed. The verify reading and the determining operation for determining whether the threshold value has reached the predetermined voltage are repeatedly performed, and as shown by hatching in FIG. 13B showing the threshold distribution of the memory cell, When the threshold value Vth does not exceed, for example, a verify voltage Vwv (for example, 2 to 3 V) corresponding to logic “1”, the write is not completed “fail”, and the verify voltage Vwv
Is exceeded, it is determined that the writing is completed “pass”.

【0005】また、データの消去は、例えば、制御ゲー
トに−12V、ドレインに例えば4Vを印加(ソースは
オープン)して浮遊ゲートから電荷をドレイン側に引き
抜く消去動作と、消去用のベリファイ電圧Vev(例え
ば1V)を使用して上記データ書込みの場合と同様にベ
リファイ読出しおよび判定動作とを繰り返し行うことで
遂行される。それにより、メモリセルのしきい値は論
理”0”に対応するしきい値に分布する。また、消去に
際しては、しきい値が下がりすぎるとワード線の非選択
レベルでも電流が流れてしまうので、論理”0”に対応
する書込みベリファイ電圧Vwv(例えば1V)を使用
してしきい値を少し高くするデータ書込み(書戻し)が
行われる。
For erasing data, for example, -12 V is applied to the control gate and 4 V is applied to the drain (the source is open) to extract charges from the floating gate to the drain side, and an erase verify voltage Vev. (For example, 1 V), and is performed by repeatedly performing the verify read and the determination operation as in the case of the data write. Thereby, the threshold value of the memory cell is distributed to the threshold value corresponding to logic "0". In erasing, if the threshold value is too low, a current flows even at the non-selection level of the word line. Therefore, the threshold value is set using the write verify voltage Vwv (for example, 1 V) corresponding to logic "0". Data writing (writing back) is performed to make the data slightly higher.

【0006】フラッシュメモリのメモリアレイの一例と
しては、図14に示すように、ドレインとソースとがそ
れぞれ共通にされた複数のメモリセルMC…からなるメ
モリセル列MCCがワード線方向に複数配列されてなる
いわゆるAND型と呼ばれるものがある。このようなメ
モリアレイ構成においては、各メモリセル列MCCのド
レイン側は選択MOSFET Qs1…を介して対応す
るビット線D1〜D8448に接続される一方、ソース
側は選択MOSFET Qs2を介してコモンソース線
CSLに接続される。さらに、コモンソース線CSL
は、スイッチSW を介して接地点に接続可能にされ
る。一方、メモリセル列MCC中の各メモリセルMC…
の制御ゲートは対応するワード線W1〜W128にそれ
ぞれ接続される。このようなメモリアレイ構成におい
て、データの書込みは1本のワード線に接続された複数
のメモリセルMCからなるセクタ単位で行われる。消去
は、ウェル(もしくはドレイン)を共通にする複数のセ
クタからなるブロック単位で行われる。
An example of a memory array of a flash memory and
As a result, as shown in FIG.
Each of a plurality of memory cells MC,
A plurality of memory cell columns MCC are arranged in the word line direction.
There is a so-called AND type. Such a method
In the memory array configuration, the memory cell row MCC
The rain side corresponds via the selection MOSFET Qs1 ...
Connected to the bit lines D1 to D8448
Side is a common source line via the selection MOSFET Qs2
Connected to CSL. Furthermore, the common source line CSL
Is the switch SW SCan be connected to the ground via
You. On the other hand, each memory cell MC in the memory cell column MCC ...
Control gates are connected to corresponding word lines W1 to W128.
Connected respectively. In such a memory array configuration
Therefore, data writing can be performed for a plurality of data connected to one word line.
Is performed in units of sectors composed of the memory cells MC. Erase
Are multiple cells with a common well (or drain)
This is done in block units consisting of

【0007】図15には図14のような構成を有するメ
モリアレイにおける書込みベリファイ読出し時の電流の
流れを、図16には書込みベリファイ動作するセクタS
ECにおけるデータ“1”に対応するメモリセルMCa
とデータ”0”に対応するメモリセルMCbにそれぞれ
接続されたビット線D1,D2のプリチャージ後の電圧
波形VDa,VDbと、選択MOSFET Qs2…を
オン・オフするディスチャージ信号ST2とのタイムチ
ャートを示す。
FIG. 15 shows a flow of a current at the time of write verify read in the memory array having the configuration as shown in FIG. 14, and FIG. 16 shows a sector S for performing the write verify operation.
Memory cell MCa corresponding to data "1" in EC
Is a time chart of voltage waveforms VDa and VDb after precharging of bit lines D1 and D2 respectively connected to the memory cell MCb corresponding to data "0", and a discharge signal ST2 for turning on / off the selection MOSFET Qs2. Show.

【0008】書込み判定は、上記のメモリアレイ構成に
おいて、先ず、ビット線を所定電圧(例えば1V)にプ
リチャージした後、該当するワード線W1にベリファイ
電圧Vwvを印加し、更に、ドレイン側の選択MOSF
ET Qs1をオンした後に、ソース側の選択MOSF
ET Qs2をオン(ディスチャージ)することで行
う。
In the above-described memory array configuration, first, the bit line is precharged to a predetermined voltage (for example, 1 V), then a verify voltage Vwv is applied to the corresponding word line W1, and the drain side is selected. MOSF
After turning on ET Qs1, select MOSF on the source side
This is performed by turning on (discharging) ET Qs2.

【0009】そして、図15と図16に示すように、書
込みがまだ完了していないメモリセルMCbでは、ベリ
ファイ電圧Vwvによりソース・ドレイン間がオン状態
になり、ビット線D2からコモンソース線CSLに電流
が流れてビット線D2の電位VDa(図16)を下げる
一方、書き込みが完了済みのメモリセルMCaでは、ソ
ース・ドレイン間がオフ状態のままとなりビット線D1
からコモンソース線CSLへ電流はほとんど流れず、該
ビット線D1の電位VDb(図16)はほとんど変化し
ない。そして、このビット線の電位VDa,VDbをセ
ンスアンプで受けて反対側のメモリアレイのビット線の
プリチャージレベル(0.5V)と比較してロウレベル
“Low”であれば書込み未完と、またハイレベル“H
igh”であれば書込み完了と判定する。このような書
込み判定はデータ書込みを行う各メモリセル毎に行わ
れ、1セクタ内のデータ書込み対象のメモリセルMC…
の全てが書込み完了となるまで、あるいは所定回数にな
るまで繰り返される。なお、一旦書込み完了と判定され
たメモリセルでは次回から書込み動作は行われない。
As shown in FIGS. 15 and 16, in the memory cell MCb in which writing has not been completed, the source-drain state is turned on by the verify voltage Vwv, and the bit line D2 is connected to the common source line CSL. While a current flows to lower the potential VDa (FIG. 16) of the bit line D2, in the memory cell MCa in which writing has been completed, the source-drain state remains off and the bit line D1
, Almost no current flows to the common source line CSL, and the potential VDb (FIG. 16) of the bit line D1 hardly changes. Then, the potentials VDa and VDb of the bit lines are received by the sense amplifier and compared with the precharge level (0.5 V) of the bit line of the memory array on the opposite side. Level "H"
If "high", it is determined that writing has been completed. Such a writing determination is performed for each memory cell to which data is to be written.
Are repeated until the writing is completed, or until the predetermined number of times is reached. Note that the write operation is not performed from the next time on the memory cell once determined to be completely written.

【0010】ところで、メモリセルのしきい値Vth
は、その変動特性を示した図17に示すように、制御ゲ
ートに書込み電圧Vwwを印加した累積時間Tの対数l
og(T)の一次関数で変化することが知られている。
そこで、従来のフラッシュメモリでは、図17のt0,
t1…に示すように、1回の書込み動作におけるしきい
値Vthの変動量ΔVthが一定になるように各回の書
込み動作の時間を設定していた。それにより、同じ論理
値(例えば“1”)のデータが書き込まれた複数のメモ
リセルMC…のしきい値Vthの分布幅が上記変動量Δ
Vth内に収まると考えられていた。
By the way, the threshold value Vth of the memory cell
Is the logarithm l of the cumulative time T during which the write voltage Vww is applied to the control gate, as shown in FIG.
It is known that it changes with a linear function of og (T).
Therefore, in the conventional flash memory, t0, t0 in FIG.
As shown by t1,..., the time of each write operation is set so that the variation amount ΔVth of the threshold value Vth in one write operation is constant. Thus, the distribution width of the threshold value Vth of the plurality of memory cells MC in which data of the same logical value (for example, “1”) is written becomes the variation Δ
It was thought to fit within Vth.

【0011】なぜなら、複数回目の書込み動作における
2つのメモリセルのしきい値の変化を表した図18に示
すように、書込み完了と判定されるメモリセルMC…の
うち、最もしきい値Vthが低くなるものは、図18の
黒点イに示すように、何回目(n回目)かの書込み動作
でしきい値Vthがベリファイ電圧Vwvを僅かに上回
るように変化したものであり、この場合しきい値Vth
はベリファイ電圧Vwvと略同一の値となる。一方、し
きい値Vthが最も高くなるものは、図18の白点ロに
示すように、何回目(n回目)かの書込み動作でしきい
値Vthがベリファイ電圧Vwvを僅かに下回るように
変化したものであり、この場合、次の書込み動作(n+
1回目)でしきい値Vthが1回分の変動量ΔVthを
上昇して書込み完了と判定されるので、しきい値Vth
はほぼベリファイ電圧Vwvと書込み動作の変動量ΔV
thとを加算した電圧(Vwv+ΔVth)となる。こ
れらのことから、しきい値Vthの分布幅は{Vwv〜
(Vwv+ΔVth)}となり、書込み動作1回分のし
きい値の変動量ΔVth内に収まると考えられた。
Because, as shown in FIG. 18 showing a change in the threshold value of two memory cells in a plurality of write operations, among the memory cells MC determined to have been completely written, the threshold value Vth is the largest. As shown by the black dot A in FIG. 18, the threshold value Vth changes so that the threshold value Vth slightly exceeds the verify voltage Vwv in the (n) th write operation, and in this case, the threshold is reached. Value Vth
Has substantially the same value as the verify voltage Vwv. On the other hand, the one having the highest threshold value Vth changes so that the threshold value Vth is slightly lower than the verify voltage Vwv by the (n) th write operation as shown by the white point b in FIG. In this case, the next write operation (n +
In the first time), the threshold value Vth increases the variation amount ΔVth for one time and it is determined that the writing is completed.
Is approximately the verify voltage Vwv and the variation ΔV of the write operation.
and (Vwv + ΔVth). From these facts, the distribution width of the threshold Vth is ΔVwv ~
(Vwv + ΔVth)}, which is considered to be within the variation amount ΔVth of the threshold value for one write operation.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような書込み判定においては、次に挙げる幾つかの要因
により、そのしきい値Vthの分布幅は書込み動作1回
分の変動量ΔVth内に収まらないことが明らかになっ
た。すなわち、図19(a)に示すように、データ書込
みの初期にはほとんどの選択メモリセルMC…が書込み
未完なためコモンソース線CSLに流れる電流が大きく
なる一方、図19(b)に示すように,データ書込みの
終了前にはほとんどの選択メモリセルMC…が書込み完
了となっているためコモンソース線CSLに流れる電流
は小さくなる。
However, in the above-described write determination, the distribution width of the threshold value Vth does not fall within the variation ΔVth for one write operation due to the following several factors. It became clear. In other words, as shown in FIG. 19A, at the beginning of data writing, most of the selected memory cells MC... Have not been completely written, so that the current flowing through the common source line CSL increases. Since most of the selected memory cells MC have been written before the end of the data writing, the current flowing through the common source line CSL becomes small.

【0013】その結果、データ書込みの初期には、コモ
ンソース線CSLの寄生抵抗Rsによる電圧降下により
選択メモリセルMC…のソース電位が大きく上昇し、そ
の分、書込み判定時の制御ゲート−ソース間電圧が小さ
くなって、判定電位Vwvよりも低いしきい値のメモリ
セルMC…でもオフ状態となってしまう。つまり、図2
0の(a)に示すように、データ書込みの初期において
はしきい値Vthがベリファイ電圧Vwvに達していな
いメモリセルMC…でも書込み完了(“pass”)と
判定される。一方、図20の(b)に示すように、デー
タ書込みの終了前には実際にしきい値Vthがベリファ
イ電圧Vwvに達したメモリセルMCのみが書込み完了
と判定される。その結果、一旦書込み完了と判定された
メモリセルが記憶されていると、図20の(c)に示す
ように、データ書込み後のしきい値Vthの分布はベリ
ファイ電圧Vwvより低い方にばらついてしまう。
As a result, at the initial stage of data writing, the source potential of the selected memory cells MC greatly increases due to a voltage drop due to the parasitic resistance Rs of the common source line CSL. The voltage is reduced, and even the memory cells MC having a threshold lower than the determination potential Vwv are turned off. That is, FIG.
As shown in (a) of FIG. 0, in the initial stage of data writing, even in the memory cells MC... In which the threshold value Vth has not reached the verify voltage Vwv, it is determined that the writing is completed (“pass”). On the other hand, as shown in FIG. 20B, only the memory cells MC whose threshold value Vth has actually reached the verify voltage Vwv before the end of data writing are determined to be writing-completed. As a result, once the memory cell determined to be completely written is stored, the distribution of the threshold Vth after data writing varies to a lower level than the verify voltage Vwv, as shown in FIG. I will.

【0014】また、コモンソース線CSLの電圧降下に
より、図21に示すようにメモリセルMCのソース電位
が0.2〜0.3V浮き上がると、ドレインからソース
に電流が流れ難くなり、図22のVDiに示すように、
ソース電位が高い場合の波形VDiはソース電位が低い
場合の波形VDfに較べて、オン状態のメモリセルMC
に接続されたビット線の電位が低下し難くなるという現
象もある。このような場合、メモリセルの制御ゲートC
Gにしきい値Vthに近いベリファイ電圧Vwwが印加
されてメモリセルがオン状態となった場合、ビット線の
電位の低下が遅くなってオフ状態、すなわち、書込み完
了と判定され、その結果、データ書込み処理の終了後の
しきい値Vthの分布が低い方にばらついてしまう。
When the source potential of the memory cell MC rises by 0.2 to 0.3 V as shown in FIG. 21 due to the voltage drop of the common source line CSL, current hardly flows from the drain to the source. As shown in VDi,
The waveform VDi when the source potential is high is smaller than the waveform VDf when the source potential is low.
There is also a phenomenon that the potential of the bit line connected to the bit line hardly decreases. In such a case, the control gate C of the memory cell
When the verify voltage Vww close to the threshold value Vth is applied to G and the memory cell is turned on, the potential of the bit line is slowed down and the off state is determined, that is, the write is completed. As a result, the data write is completed. The distribution of the threshold value Vth after the end of the processing varies to the lower side.

【0015】このようにコモンソース線に流れる電流が
大きくなる現象は、書込み未完のメモリセルが多い書込
み初期に多く発生する一方、書込み完了のメモリセルが
多くなる書込み終了前には少なくなり、さらに、その電
流量も書込み初期から終了前にかけて変化するので、正
しいベリファイ判定を行うことは困難である。
The phenomenon that the current flowing to the common source line increases as described above often occurs at the initial stage of programming when there are many uncompleted memory cells, but decreases before the completion of programming when the number of completed memory cells increases. Since the amount of current also changes from the initial stage to the end of programming, it is difficult to make a correct verify determination.

【0016】この発明の目的は、ソース電位の上昇によ
る書込み判定のばらつきを抑制し、データ書込み後のし
きい値分布の狭帯化を図れる不揮発性半導体メモリを提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory capable of suppressing variation in write determination due to an increase in source potential and narrowing a threshold distribution after data write.

【0017】この発明の他の目的は、しきい値の分布を
広げることなく書込み速度の向上を図れる不揮発性半導
体メモリを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory capable of improving a writing speed without expanding a distribution of threshold values.

【0018】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.

【0020】すなわち、しきい値の高低に応じてデータ
を記憶するMOSFETからなる複数のメモリセルがマ
トリックス状に配置されたメモリアレイを備え、同一行
のメモリセルの制御ゲートが対応するワード線に接続さ
れるとともに同一列のメモリセルのドレインがそれぞれ
対応するビット線に接続される、またソースがコモンソ
ース線に接続可能にされ、データを書き込む際(データ
消去時の書き戻しの際も含む)に、いずれか1つのワー
ド線に書込み電圧を印加する書込み動作と、ビット線を
プリチャージしてからワード線にベリファイ電圧を印加
したときに選択メモリセルを介して上記ビット線および
コモンソース線間に流れる電流に基づくビット線の電位
の変化を検出して書込み未完又は書込み完了を判定する
書込み判定動作と、を複数回繰り返し行う不揮発性半導
体メモリにおいて、上記ベリファイ電圧、または上記ビ
ット線およびコモンソース線間に電流を流す通電時間長
(例えばディスチャージ時間)、もしくは、コモンソー
ス線の抵抗値が判定動作毎に変化されるように構成す
る。
That is, a memory array in which a plurality of memory cells each composed of a MOSFET for storing data according to the level of a threshold value is provided in a matrix, and the control gates of the memory cells in the same row are connected to corresponding word lines. Connected, the drains of the memory cells in the same column are connected to the corresponding bit lines, respectively, and the source is made connectable to the common source line. When writing data (including when writing back when erasing data) And a write operation of applying a write voltage to any one of the word lines, and applying a verify voltage to the word line after precharging the bit line and then applying a verify voltage between the bit line and the common source line via the selected memory cell. A write decision operation for detecting a change in the potential of a bit line based on a current flowing to Is repeated a plurality of times in the nonvolatile semiconductor memory, the verify voltage, the conduction time length (for example, discharge time) in which a current flows between the bit line and the common source line, or the resistance value of the common source line is determined for each determination operation. Configure to be changed.

【0021】このような手段によれば、書込みベリファ
イ判定の際、コモンソース線に流れる電流によりメモリ
セルのソース電位が上昇し、且つ、初回の判定動作から
最後の判定動作にかけてその上昇量が次第に変化して
も、この変化に対応して上記ベリファイ電圧を変化させ
たり、上記ビット線およびコモンソース線間に電流を流
す通電時間長を変化させたりすることで、上記ソース電
位の上昇に基づく書込み完了と判定されるしきい値のば
らつきを抑制することが出来る。すなわち、ソース電位
が上昇した分、ベリファイ電圧が上昇すれば、所望のし
きい値の判定が行えるし、ソース電位が上昇してビット
線から電流が引き抜き難くなったとしても、その分、ビ
ット線およびコモンソース線間に電流を流す通電時間が
長くなれば、ソース電位が上昇してない場合と同様のし
きい値の判定を行うことが出来る。
According to such means, at the time of the write verify determination, the source potential of the memory cell rises due to the current flowing through the common source line, and the rise amount gradually increases from the first determination operation to the last determination operation. Even if it changes, the write voltage based on the rise of the source potential is changed by changing the verify voltage in accordance with the change, or by changing the length of time for supplying a current between the bit line and the common source line. Variation in the threshold value determined to be completed can be suppressed. That is, if the verify voltage is increased by the rise of the source potential, a desired threshold value can be determined. Even if the source potential rises and it becomes difficult to draw current from the bit line, the bit line is If the current supply time between the common source lines is long, the threshold value can be determined in the same manner as when the source potential does not increase.

【0022】また、コモンソース線の抵抗値が変化する
ように構成すれば、初めの書込み判定から終りの書込み
判定にかけてコモンソース線に流れる電流が変化して
も、その変化に対応してコモンソース線の抵抗が変化す
ることで、ソース電位の上昇量の変化を抑制することが
出来る。従って、ソース電位の上昇に基づくしきい値の
ばらつきも抑制することが出来る。
If the resistance value of the common source line changes so that the current flowing through the common source line changes from the first write judgment to the last write judgment, the common source line changes in accordance with the change. When the resistance of the line changes, the change in the amount of increase in the source potential can be suppressed. Therefore, variation in threshold value due to an increase in source potential can be suppressed.

【0023】従って、データ書込み後のメモリセルのし
きい値分布の狭帯化を図ることが可能であり、書込み終
了後のメモリセルのしきい値分布を狭い範囲に収めるこ
とが出来るので、データ書込みの信頼性の向上が図れ
る。
Therefore, the threshold distribution of the memory cell after data writing can be narrowed, and the threshold distribution of the memory cell after writing is completed can be within a narrow range. The reliability of writing can be improved.

【0024】具体的には、上記書込み判定は、ビット線
の電位が所定量以上変化しなくなったときに書込み完了
と判定されるとともに、データ消去でしきい値が低くさ
れて論理”0”となりデータ書込みでしきい値が高くさ
れて論理”1”になるフラッシュメモリにおいては、判
定動作ごとに、上記ベリファイ電圧は次第に低く、上記
通電時間長は次第に短く、上記コモンソース線の抵抗値
は次第に大きくなるように構成すると良い。
More specifically, in the above-mentioned write determination, when the potential of the bit line does not change by a predetermined amount or more, it is determined that the write is completed, and the threshold value is lowered by data erasure to become logic "0". In a flash memory in which the threshold value is increased by data writing and becomes logical "1", the verify voltage is gradually lowered, the conduction time length is gradually shortened, and the resistance value of the common source line is gradually decreased every time a determination operation is performed. It is good to be configured to be large.

【0025】一方、上記ビット線の電位が所定量以上変
化したときに書込み完了と判定される書込み判定の場合
(データ消去でしきい値が上昇して論理”1”となりデ
ータ書込みでしきい値が低くされて論理”0”になるフ
ラッシュメモリなど)には、初めの書込み判定から終り
の書込み判定にかけて、上記ベリファイ電圧は次第に高
く、上記通電時間長は次第に長く、上記コモンソース線
の抵抗値は次第に小さくなるように構成すると良い。
On the other hand, in the case of a write determination in which the write is determined to be completed when the potential of the bit line changes by a predetermined amount or more (the threshold value rises by data erasure and becomes logic "1", and the threshold value becomes In the case of a flash memory which becomes a logic "0" when the voltage is lowered, the verify voltage is gradually increased, the conduction time is gradually increased, and the resistance value of the common source line is gradually increased from the first write determination to the last write determination. Is preferably configured to become gradually smaller.

【0026】なお、例えば、セクタ中の全ビットに同じ
論理値を書き込む場合(例えば消去処理の書戻し時な
ど)には、書込み判定の回数に応じてコモンソース線に
流れる電流の変化をある程度予測することが出来るの
で、この予測に基づき上記ベリファイ電圧、上記通電時
間長或いは上記コモンソース線の抵抗値が所定量変化す
るように設定しておいても良い。
For example, when writing the same logical value to all bits in a sector (for example, at the time of writing back in an erasing process), a change in the current flowing through the common source line is predicted to some extent according to the number of times of writing determination. Therefore, based on the prediction, the verify voltage, the conduction time length, or the resistance value of the common source line may be set to change by a predetermined amount.

【0027】このような構成によれば、例えば、ランダ
ムなデータ書込みで、データ書込みの開始時から終了時
にかけたコモンソース線に流れる電流が予測できない場
合でも、コモンソース線の電位に応じて上記ベリファイ
電圧、上記通電時間長、或いは、上記コモンソース線の
抵抗を適宜変更することが出来る。
According to such a configuration, for example, even if the current flowing through the common source line from the start to the end of the data write cannot be predicted by random data write, the above-described operation is performed according to the potential of the common source line. The verify voltage, the length of the conduction time, or the resistance of the common source line can be changed as appropriate.

【0028】具体的には、上記コモンソース線の電位を
監視する監視手段を備え、該監視手段からの出力に基づ
き上記ベリファイ電圧、上記通電時間長が段階的に変化
されると共に、上記監視手段は上記コモンソース線の電
位を入力とするインバータ回路により構成することが出
来る。
More specifically, a monitoring means for monitoring the potential of the common source line is provided. Based on an output from the monitoring means, the verify voltage and the energization time length are changed in a stepwise manner. Can be configured by an inverter circuit that receives the potential of the common source line as an input.

【0029】また、(m−1)回目(mは正の整数)と
m回目と(m+1)回目のそれぞれの書込み動作の終了
までにおける選択ワード線への書込み電圧ののべ印加時
間をTm−1,T,Tm+1としたとき、log(T
m+1)−log(T)<log(T)−log
(Tm−1)の関係を満たすように上記書込み動作を行
うように構成する。
The total application time of the write voltage to the selected word line until the end of each of the (m-1) -th (m is a positive integer), the m-th, and the (m + 1) -th write operation is represented by Tm. -1 , Tm , Tm + 1 , log (T
m + 1 ) -log ( Tm ) <log ( Tm ) -log
The write operation is performed so as to satisfy the relationship of (T m−1 ).

【0030】このような手段によれば、データ書込み後
のメモリセルのしきい値分布を広げることなく、書込み
を行っている全てのメモリセルが書込み完了となるまで
の書込み動作および書込み判定の回数を減らすことが出
来る。従って、データ書込みの総合的な時間の短縮を図
ることが出来る。
According to such means, the number of write operations and the number of write determinations until all the memory cells to be written are completely written without expanding the threshold distribution of the memory cells after data write. Can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the overall time for writing data.

【0031】なぜなら、log(Tm+1)−log
(T)=log(T)−log(Tm−1)のよう
に書込み動作を行っていた従来の書込み方式では、上述
したように書込み初期の書込み判定でソース電位の上昇
が生じて、メモリセルのしきい値Vthがベリファイ電
圧Vwvより少し低い電圧(Vwv−δ)の場合でも完
了と判定されるため、書込み未完と判定されるしきい値
の中で最も高いしきい値Vthは電圧(Vwv−δ)を
僅かに下回ったものとなる。したがって、図11に示す
ように、次の書込み動作ではしきい値の変動量を少し多
めにしても、しきい値が(Vwv+ΔVth(理想的の
分布幅))を上回ることはない。つまり、次の書込み動
作でしきい値の変動量を、理想的なしきい値分布幅ΔV
thに、ソース電位の上昇によるばらつき量δを加えた
値(ΔVth+δ)にすることが可能であり、その場合
でもメモリセルのしきい値が、理想的なしきい値分布
(Vwv〜Vwv+ΔVth)の高い方の電圧(Vwv
+ΔVth)を越えることはない。従って、データ書込
みの初期における書込み動作の時間を、しきい値分布を
広げることなくしきい値の変動量(ΔVth+δ)のδ
だけ延ばすことが可能である。つまり、上記の関係式l
og(Tm+1)−log(T)<log(T )−
log(Tm−1)を満たす書込み動作により、書込み
初期における書込み動作の時間を延ばす代わりに、書込
み動作と書込み判定の回数を減らし、その結果として、
トータルの書込み所要時間の短縮を図ることが出来る。
Because log (Tm + 1) -Log
(Tm) = Log (Tm) -Log (Tm-1)As
In the conventional writing method where the writing operation is
As described above, the source potential rises at the initial write decision
Occurs, and the threshold voltage Vth of the memory cell is
Even if the voltage is slightly lower than the voltage Vwv (Vwv-δ).
Threshold, which determines that writing is incomplete
Is the highest threshold value Vth of the voltage (Vwv-δ).
It will be slightly lower. Therefore, as shown in FIG.
As described above, in the next write operation, the amount of change in the threshold
In any case, if the threshold value is (Vwv + ΔVth (ideal
Distribution width)). In other words, the next write operation
The threshold variation is calculated using the ideal threshold distribution width ΔV
The variation amount δ due to an increase in the source potential was added to th.
Value (ΔVth + δ), in which case
However, the threshold of the memory cell is ideal threshold distribution
The higher voltage (Vwv-Vwv + ΔVth) (Vwv
+ ΔVth). Therefore, data writing
The initial write operation time and the threshold distribution
Δ of variation of threshold value (ΔVth + δ) without widening
It is only possible to extend. That is, the above relational expression l
og (Tm + 1) -Log (Tm) <Log (T m)-
log (Tm-1)
Instead of extending the initial write operation time,
The number of operations and write decisions, and as a result,
The total required writing time can be reduced.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
1〜図11の図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0033】[第1の実施例]図1には、本発明を適用
して好適な実施例であるフラッシュメモリの全体ブロッ
ク図を示す。
[First Embodiment] FIG. 1 is an overall block diagram of a flash memory according to a preferred embodiment of the present invention.

【0034】図1において、11は浮遊ゲートと制御ゲ
ートとを有するMOSFETからなる不揮発性記憶素子
としてのメモリセルがマトリックス状に配置され図2に
示すようなAND型の構成を有するメモリアレイ、12
は外部から入力された書込みデータを保持する入力レジ
スタ、13はこのデータ入力レジスタ12に保持された
データに基づいて上記メモリアレイ11に対して書込み
を行う書込み回路である。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a memory array having memory cells as nonvolatile memory elements each composed of a MOSFET having a floating gate and a control gate and arranged in a matrix, and having an AND type configuration as shown in FIG.
Is an input register for holding write data input from the outside, and 13 is a write circuit for writing data to the memory array 11 based on the data held in the data input register 12.

【0035】また、14はアドレスバスより取り込まれ
た行アドレス信号をデコードして上記メモリアレイ11
内の1本のワード線を選択する行アドレスデコーダ、1
5は行アドレスデコーダ14の出力に基づいてメモリア
レイ11内のワード線W1〜W128の中から選択され
た1本のワード線に書込み動作時には書込み電圧Vww
を書込み判定時にはベリファイ電圧Vwvを消去時や消
去判定時には消去電圧Veや消去ベリファイ電圧Vev
を印加して駆動するワードドライバ、16はメモリアレ
イ11内の1バイト(あるいは1ワード)のビット線を
選択する列デコーダ、17はメモリセルアレイ11によ
り読み出されたデータを増幅して出力するセンスアン
プ、18は増幅された読出しデータを保持する出力レジ
スタである。
The memory array 11 decodes a row address signal fetched from an address bus.
Row address decoder for selecting one of the word lines
5 is a write voltage Vww at the time of a write operation to one word line selected from the word lines W1 to W128 in the memory array 11 based on the output of the row address decoder 14.
Verify voltage Vwv at the time of write determination, and erase voltage Ve or erase verify voltage Vev at the time of erase or erase determination.
, A word decoder 16 for selecting a 1-byte (or 1-word) bit line in the memory array 11, and a sense 17 for amplifying and outputting data read by the memory cell array 11. An amplifier 18 is an output register for holding the amplified read data.

【0036】さらに、この実施例のフラッシュメモリに
は、上記各回路ブロックの他、外部からのクロック信号
CKやリード・ライト信号R/W、チップセレクト信号
MS,動作モード制御信号MODなどの制御信号に基づ
いてフラッシュメモリの各回路への制御信号を形成する
制御回路20や、チャージポンプのような昇圧および降
圧手段を備え外部から供給される電源電圧Vccに基づ
いて書き込み電圧Vww、消去電圧Ve、読出し電圧V
r、書込みベリファイ電圧Vwv、消去ベリファイ電圧
Vevなどの電圧を生成する内部電源回路とメモリの動
作状態に応じてこれらの電圧の中から所望の電圧を選択
してワードドライバ15に供給する電源切替え回路とを
含む電源&切替え回路25等が設けられている。
Further, in addition to the above-described circuit blocks, the flash memory of this embodiment includes control signals such as an external clock signal CK, a read / write signal R / W, a chip select signal MS, and an operation mode control signal MOD. And a control circuit 20 for generating a control signal to each circuit of the flash memory based on the voltage Vcc, a write voltage Vww, an erase voltage Ve, Read voltage V
r, an internal power supply circuit that generates voltages such as a write verify voltage Vwv and an erase verify voltage Vev, and a power supply switching circuit that selects a desired voltage from these voltages according to the operation state of the memory and supplies the selected voltage to the word driver 15 And a power supply & switching circuit 25 including the above.

【0037】制御回路20は、フラッシュメモリを制御
するのに必要な制御コード(マイクロ命令)が格納され
たROMを備え、外部からの制御信号とROM中の制御
コードに従ってフラッシュメモリ内の各回路に対する制
御信号を順次形成して出力し、書込みや書込み判定、消
去や消去判定、読出し等の動作を行わせるように構成さ
れている。
The control circuit 20 has a ROM in which control codes (micro-instructions) necessary for controlling the flash memory are stored, and controls each circuit in the flash memory according to a control signal from the outside and a control code in the ROM. The control signal is sequentially formed and output, and operations such as writing, writing determination, erasing, erasing determination, and reading are performed.

【0038】この実施例のフラッシュメモリでは、書込
み動作ではデータ“1”に対応するメモリセルのソース
・ドレインに0Vが印加されデータ”0”に対応するメ
モリセルのドレインは5Vのような電圧が印加されて書
込みが阻止される。書込み判定では、ベリファイ動作が
行われ、一旦書込み完了となったビットは記憶され、再
書込みデータの生成では書込み未完のビットはデータ
“1”にされる一方、書込み完了となったビットはデー
タ”0”にされる。
In the flash memory of this embodiment, in the write operation, 0 V is applied to the source / drain of the memory cell corresponding to data "1", and a voltage such as 5 V is applied to the drain of the memory cell corresponding to data "0". It is applied to prevent writing. In the write determination, a verify operation is performed, the bit that has been written once is stored, and in the generation of rewrite data, the bit that has not been written is set to data “1”, while the bit that has been written is data “1”. 0 ".

【0039】このような再書込みデータの生成は読出し
データを受け取ったCPUがソフト処理により行うよう
に構成される。また、この実施例においては、メモリア
レイ11にコモンソース線の電位を監視する手段が設け
られ、この監視手段からの監視信号S1が制御回路20
に入力されるようになっており、この電位監視信号S1
に基づき書込み判定時にその動作内容を変更するように
なっている。
The generation of such rewrite data is configured so that the CPU receiving the read data performs the software processing. In this embodiment, a means for monitoring the potential of the common source line is provided in the memory array 11, and a monitoring signal S1 from this monitoring means is supplied to the control circuit 20.
And the potential monitor signal S1
The content of the operation is changed at the time of writing determination based on.

【0040】図2は、フラッシュメモリのメモリアレイ
の構成とコモンソース線の電位監視用回路とを示す回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a memory array of a flash memory and a circuit for monitoring the potential of a common source line.

【0041】この実施例のフラッシュメモリのメモリア
レイの構成は、特に制限されるものでないが、例えば、
ドレインとソースとがそれぞれ共通にされた複数のメモ
リセルMC…からなるAND型のメモリセル列MCCを
ワード線方向に複数配列して構成される。各メモリセル
列MCCのドレイン側は選択MOSFET Qs1…を
介して対応するビット線D1〜D8448に結合される
一方、ソース側は選択MOSFET Qs2を介してコ
モンソース線CSLに接続される。さらに、メモリセル
列MCC中の各メモリセルMC…の制御ゲートは対応す
るワード線W1〜W128にそれぞれ結合されている。
このようなメモリアレイ構成において、データの書込み
や消去は1本のワード線に接続された複数のメモリセル
MCからなるセクタ単位で行われる。
The configuration of the memory array of the flash memory of this embodiment is not particularly limited.
A plurality of AND-type memory cell columns MCC each including a plurality of memory cells MC each having a common drain and source are arranged in the word line direction. The drain side of each memory cell column MCC is coupled to corresponding bit lines D1 to D8448 via selection MOSFETs Qs1,..., While the source side is connected to common source line CSL via selection MOSFET Qs2. Further, the control gates of the respective memory cells MC in the memory cell column MCC are coupled to corresponding word lines W1 to W128, respectively.
In such a memory array configuration, writing and erasing of data are performed in units of sectors composed of a plurality of memory cells MC connected to one word line.

【0042】上記コモンソース線CSLには、該コモン
ソース線CSLの電位の上昇を監視するインバータ回路
INV1(電位監視用回路)が接続され、その出力であ
る電位監視信号S1が制御回路20に出力されるように
設けられている。このインバータ回路INV1は、Pチ
ャネル形MOSFETとNチャネル形MOSFETとが
直列接続されてなるCMOSインバータ回路であり、高
い入力インピーダンスによりコモンソース線CSLの電
位に影響を与えることなくコモンソース線CSLの電位
を監視できる。このインバータ回路INV1の論理しき
い値Vthは、コモンソース線CSLの電位の上昇が正
しいデータの読出しを妨げる臨界のレベル(例えば0.
2V〜0.3V)に設定されている。なお、このような
インバータ回路をその論理しきい値Vthを異ならせて
複数個設けることで、コモンソース線CSLの電位の検
出を複数段に分けて細かく行うことも出来る。
The common source line CSL is connected to an inverter circuit INV 1 (potential monitoring circuit) for monitoring a rise in the potential of the common source line CSL, and outputs a potential monitoring signal S 1 as an output to the control circuit 20. It is provided to be. This inverter circuit INV1 is a CMOS inverter circuit in which a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET are connected in series, and has a high input impedance without affecting the potential of the common source line CSL. Can be monitored. The logical threshold value Vth of the inverter circuit INV1 is a critical level (for example, 0. 1) at which a rise in the potential of the common source line CSL prevents reading of correct data.
2 V to 0.3 V). By providing a plurality of such inverter circuits with different logic thresholds Vth, the potential of the common source line CSL can be finely divided into a plurality of stages.

【0043】図3には、コモンソース線の電位上昇によ
る書込み判定のばらつきを抑制する第1の実施例の書込
み判定方式を説明する図を示す。同図において、横軸は
書込み処理の開始から終りにかけた書込み判定時の時間
を示しており、縦軸の上段には書込み判定で選択ワード
線に印加されるベリファイ電圧を、縦軸の下段には書込
み判定で完了と判定されるメモリセルのしきい値分布の
低い方へのズレ量を示している。しきい値分布のズレ量
において点線は従来のもの、実線はこの実施例の書込み
方式のものを示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining a write determination method according to the first embodiment for suppressing variation in write determination due to a rise in the potential of the common source line. In the figure, the horizontal axis represents the time at the time of the write decision from the start to the end of the write processing, the upper part of the vertical axis shows the verify voltage applied to the selected word line in the write decision, and the lower part of the vertical axis. Indicates a shift amount of the memory cell determined to be completed in the write determination toward the lower side of the threshold distribution. Regarding the deviation amount of the threshold distribution, the dotted line shows the conventional one and the solid line shows the one of the writing method of this embodiment.

【0044】この実施例のフラッシュメモリでは、コモ
ンソース線CSLの電位上昇に基づく書込み判定のばら
つきを抑制する手段として、コモンソース線CSLの電
位が上昇しているときに選択ワード線に印加するベリフ
ァイ電圧Vwvを、コモンソース線CSLの電位上昇が
ないとした理想的なベリファイ電圧Vwv0よりも高く
するという手段を用いる。そして、コモンソース線CS
Lの電位上昇が小さくなったら所定の電圧ΔVwvずつ
段階的に低くしていく。
In the flash memory of this embodiment, as means for suppressing the variation of the write judgment based on the rise in the potential of the common source line CSL, the verify applied to the selected word line when the potential of the common source line CSL is rising. A method is used in which the voltage Vwv is set higher than an ideal verify voltage Vwv0 that does not cause the potential of the common source line CSL to rise. And the common source line CS
When the rise in the potential of L decreases, the voltage is gradually lowered by a predetermined voltage ΔVwv.

【0045】このような方式を使用してデータ書込みを
行った場合、図3に示すように、先ず、データ書込みの
スタート時には書込み未完のメモリセルが大多数で書込
み判定時にコモンソース線に流れる電流は大きくなるの
で、1回目の書込み判定ではベリファイ電圧として最も
高いベリファイ電圧Vwvmaxが使用される。
When data writing is performed using such a method, as shown in FIG. 3, first, at the start of data writing, a large number of uncompleted memory cells are present, and the current flowing in the common source line at the time of writing determination is determined. Becomes larger, the highest verify voltage Vwvmax is used as the verify voltage in the first write determination.

【0046】なお、この実施例のフラッシュメモリは、
データ消去により各メモリセルのしきい値は論理”0”
に対応する低い値(例えば1V)にされ、データ書込み
により論理”1”に対応する高い値(例えば2V)にさ
れるものである。従って、全ビット書込みでなく、セク
タ中の任意のビットにのみ論理”1”を書き込む任意書
込みの場合でも、書込み判定時には同セクタ中の書込み
を行っていないビットのメモリセルはオン状態となり電
流が流れるので、データ書込みの初期にはコモンソース
線CLSに大きな電流が流れることとなる。
The flash memory of this embodiment is
The threshold value of each memory cell is logic "0" due to data erasure.
Is set to a low value (for example, 1 V) corresponding to the logic "1", and is set to a high value (for example, 2 V) corresponding to the logic "1" by writing data. Therefore, even in the case of an arbitrary write in which a logical "1" is written only to an arbitrary bit in a sector, instead of an all-bit write, at the time of write determination, a memory cell of a non-written bit in the same sector is turned on and the current is reduced. Therefore, a large current flows to the common source line CLS at the beginning of data writing.

【0047】そして、書込み動作と書込み判定とを行っ
て書込み完了と判定されたメモリセルが増えていくに従
って、コモンソース線CSLに流れる電流が減ってコモ
ンソース線CSLの電位上昇が低減する。そして、何回
目(図3ではn回)かの書込み判定時に、コモンソース
線CSLの電位が所定量低減した場合に、インバータ回
路INV1の出力がロウレベルからハイレベルに反転し
てこの電位監視信号S1が制御回路20に出力される。
それにより、制御回路20にコモンソース線CLSの電
位が所定電圧低下したことが検出される。
Then, as the number of memory cells that have been determined to be written by performing the write operation and the write determination increases, the current flowing through the common source line CSL decreases, and the rise in the potential of the common source line CSL decreases. When the potential of the common source line CSL is reduced by a predetermined amount during the write determination (n times in FIG. 3), the output of the inverter circuit INV1 is inverted from a low level to a high level, and the potential monitor signal S1 Is output to the control circuit 20.
Thereby, the control circuit 20 detects that the potential of the common source line CLS has dropped by a predetermined voltage.

【0048】すると、制御回路20から電源&切替え回
路25に制御信号が出力されて選択ワード線に印加され
るベリファイ電圧Vwvが所定電圧ΔVwvだけ下げら
れる。そして、このベリファイ電圧Vwvの低下により
選択メモリセルのオン状態にされる数が増加して再びイ
ンバータ回路INV1の出力がロウレベルからハイレベ
ルに反転する。
Then, a control signal is output from the control circuit 20 to the power supply & switching circuit 25, and the verify voltage Vwv applied to the selected word line is lowered by a predetermined voltage ΔVwv. Then, as the verify voltage Vwv decreases, the number of the selected memory cells that are turned on increases, and the output of the inverter circuit INV1 is again inverted from the low level to the high level.

【0049】そして、更に何回目(図3ではm回)かの
書込み判定時に、再びコモンソース線CSLの電位上昇
が所定量低減してインバータINV1の出力により制御
回路20に検出されると、制御回路20の制御によりベ
リファイ電圧Vwvが所定電圧ΔVwvだけ下げられ
る。そして、このような処理を繰り返し、最終的に選択
セクタ中の全ての書込みビットで書込み完了の判定がさ
れてデータ書込み処理を終了する。
When the control circuit 20 determines again that the potential rise of the common source line CSL is reduced by a predetermined amount and is detected by the control circuit 20 by the output of the inverter INV1 at the time of the write determination (m times in FIG. 3). Under the control of the circuit 20, the verify voltage Vwv is reduced by a predetermined voltage ΔVwv. Then, such processing is repeated, and it is finally determined that writing has been completed for all the write bits in the selected sector, and the data writing processing ends.

【0050】上記の補正方式において、最初のベリファ
イ電圧Vwvmaxは、セクタ中の全ビットに論理”
1”のデータを書き込む場合を想定して、全ビットが書
込み完了と判定される際のベリファイ電圧Vwvmin
がコモンソース線CSLの電位上昇をないとした上記理
想的なベリファイ電圧Vwv0になるように設定してお
く。それにより、書込み終了後のメモリセルのしきい値
分布をコモンソースの電位上昇がない場合の理想的な分
布に近づけることが出来る。
In the above-described correction method, the initial verify voltage Vwvmax is applied to all bits in the sector by logic "
Assuming that data of 1 ″ is to be written, a verify voltage Vwvmin when all bits are determined to have been written is completed.
Is set so as to be the ideal verify voltage Vwv0 where the potential of the common source line CSL does not rise. Thus, the threshold distribution of the memory cell after the end of writing can be made closer to an ideal distribution when there is no rise in the potential of the common source.

【0051】なお、上記の書込み判定方式において、電
位監視回路として例えば論理しきい値の異なる複数のイ
ンバータを設け、コモンソース線CSLの電位を複数段
階で検出できるようにしておくことで、コモンソース線
CSLの電位が段階的に変化するのに応じて容易にベリ
ファイ電圧を段階的に低下させるように構成することも
出来る。
In the above-described write determination method, for example, a plurality of inverters having different logic thresholds are provided as a potential monitoring circuit so that the potential of the common source line CSL can be detected in a plurality of stages, so that the common source It is also possible to adopt a configuration in which the verify voltage is easily lowered stepwise as the potential of the line CSL changes stepwise.

【0052】また、この実施例の書込み判定では、コモ
ンソース線の電位が所定量低下するまでベリファイ電圧
Vwvは一定なので、この間のコモンソース線の電位変
化は、メモリセルの最終的なしきい値分布のばらつきと
して作用する。しかしながら、図3の「対策前」の線と
「対策後」の線を比べれば分るように、そのズレ量はベ
リファイ電圧Vwvの変化分小さくなる。また、図3に
も示すように、このズレ量の最大値はベリファイ電圧V
wvの1回分の変動量ΔVwvとほぼ同じになるので、
この1回分の変動量ΔVwvが小さくなるようにすれ
ば、メモリセルのしきい値分布のズレ量も小さくするこ
とが出来る。但し、1回分の変動量ΔVwvを小さくす
るには、コモンソース線CSLの電位監視の分解能を更
に小さくする必要があり、その分、電位監視用の回路が
増加してチップ面積を増大させるので、両者の兼ね合い
で変動量ΔVwvを決定してやれば良い。
In the write determination of this embodiment, the verify voltage Vwv is constant until the potential of the common source line drops by a predetermined amount. Act as variations. However, as can be seen by comparing the “before countermeasure” line and the “after countermeasure” line in FIG. 3, the amount of deviation is smaller by the change in the verify voltage Vwv. Also, as shown in FIG. 3, the maximum value of the deviation amount is the verify voltage V
Since wv is almost the same as the variation ΔVwv for one time,
If the amount of variation ΔVwv for one time is made small, the amount of deviation of the threshold distribution of the memory cell can also be made small. However, in order to reduce the amount of variation ΔVwv for one cycle, it is necessary to further reduce the resolution of the potential monitoring of the common source line CSL, and accordingly, the number of potential monitoring circuits increases and the chip area increases. The variation amount ΔVwv may be determined in consideration of both.

【0053】図5には、第1の実施例の書込み判定方式
を使用してセクタ中の全ビットに論理”1”のデータ書
込みを行った場合におけるメモリセルのしきい値分布の
変化を表した図を示す。
FIG. 5 shows a change in the threshold distribution of a memory cell when data of logic "1" is written to all bits in a sector using the write determination method of the first embodiment. FIG.

【0054】上述の書込み判定の方式によれば、図5
(a)に示すように、コモンソース線CSLの電位の上
昇が大きく現れるデータ書込みの初期には、その分高く
設定されたベリファイ電圧Vwvmaxにより、コモン
ソース線CSLの電位の上昇による書込み判定のズレが
小さくされる。
According to the above-described write determination method, FIG.
As shown in (a), in the initial stage of data writing in which the rise in the potential of the common source line CSL is large, the write determination shift due to the rise in the potential of the common source line CSL is performed by the verify voltage Vwvmax set higher accordingly. Is reduced.

【0055】そして、上述のように書込み処理が進んで
コモンソース線CSLの電位の上昇が小さくなるに従っ
て、それに応じてベリファイ電圧Vwvは所定量ΔVw
vずつ段階的に下げられていく。
As the writing process proceeds as described above and the rise in the potential of the common source line CSL decreases, the verify voltage Vwv is accordingly increased by a predetermined amount ΔVw.
It is gradually lowered by v.

【0056】その後、例えば、セクタ中の全ビットに論
理”1”のデータを書き込むような場合には、図5
(b)に示すように、データ書込み処理の終了前に、ほ
とんどのメモリセルが書込み完了となるのでコモンソー
ス線CSLに流れる電流は「0」に近づく。そして、そ
れに対応して、ベリファイ電圧Vwvminも上記理想
的なベリファイ電圧Vwv0(コモンソース線CSLの
電位上昇がないとした場合のベリファイ電圧)となって
最終的な書込み動作および書込み判定が完了される。
Thereafter, for example, in a case where data of logic "1" is written to all bits in the sector, FIG.
As shown in (b), most of the memory cells have completed writing before the end of the data writing process, so that the current flowing through the common source line CSL approaches “0”. Correspondingly, the verify voltage Vwvmin also becomes the ideal verify voltage Vwv0 (verify voltage when there is no potential rise of the common source line CSL), and the final write operation and write determination are completed. .

【0057】一方、例えば、セクタ中にランダムなデー
タ(例えば“1,0,1,0,1,0…”)を書き込む
ような場合には、書込みデータが論理”0”のメモリセ
ルでは、ベリファイ読出しのときにオフ状態となること
がなく常にコモンソース線CSLに電流を流す。従っ
て、ランダムデータの書込みの場合には、データ書込み
処理の終了前でも、コモンソース線CSLに流れる電流
は「0」に近づかない。そして、それに対応して、ベリ
ファイ電圧Vwvも理想的なベリファイ電圧Vwv0ま
で低下する前に書き込み動作および書込み判定が完了さ
れる。
On the other hand, for example, when random data (for example, “1, 0, 1, 0, 1, 0...”) Is written in a sector, in a memory cell whose write data is a logical “0”, A current always flows through the common source line CSL without being turned off at the time of verify reading. Therefore, in the case of writing random data, the current flowing through the common source line CSL does not approach “0” even before the end of the data writing process. Then, the write operation and the write determination are completed before the verify voltage Vwv also decreases to the ideal verify voltage Vwv0.

【0058】それらの結果、図5(c)に示すように、
書込み処理の終了後のメモリセルのしきい値分布は、同
図(c)の点線に示すソース電位の上昇の影響のない理
想的なしきい値分布に対して、僅かに低い電位を含むよ
うに広がったしきい値分布が得られる。低い方に僅かに
広がった部分は、上述したように、コモンソース線の電
位が連続的に変化するのに対してベリファイ電圧Vwv
は段階的にしか変化しなかったために生じたものである
が、従来(図20)に比べるとかなり改善されることが
分かる。
As a result, as shown in FIG.
The threshold distribution of the memory cell after the end of the writing process includes a slightly lower potential than the ideal threshold distribution which is not affected by the rise of the source potential shown by the dotted line in FIG. An extended threshold distribution is obtained. As described above, while the potential of the common source line continuously changes, the portion slightly spread to the lower side corresponds to the verify voltage Vwv.
Is caused by only changing stepwise, but it can be seen that it is considerably improved as compared with the conventional case (FIG. 20).

【0059】図5には、第1の実施例の書込み判定方式
においてベリファイ電圧Vwvをコモンソース線の電位
に応じてさらに細かく変更するようにした例を示す。同
図において、横軸は書込み処理の開始から終りにかけた
書込み判定時の時間を、縦軸の上段には書込み判定で選
択ワード線に印加されるベリファイ電圧を、縦軸の下段
には書込み判定で完了と判定されるメモリセルのしきい
値分布の低い方へのズレ量を示している。しきい値分布
のばらつき量において点線は従来のもの、実線はこの実
施例の書込み方式のものである。
FIG. 5 shows an example in which the verify voltage Vwv is further finely changed in accordance with the potential of the common source line in the write determination method of the first embodiment. In the figure, the horizontal axis represents the time of the write decision from the start to the end of the write process, the upper part of the vertical axis shows the verify voltage applied to the selected word line in the write decision, and the lower part of the vertical axis shows the write decision. Indicates the amount of shift of the threshold voltage distribution of the memory cell judged to be completed to the lower side. Regarding the variation amount of the threshold distribution, the dotted line is the conventional one and the solid line is the writing method of this embodiment.

【0060】コモンソース線の電位を更に細かい段階で
監視し、該監視に基づきベリファイ電圧Vwvをさらに
細かく変化させれば、図5に示すように、各回の書込み
判定においてしきい値分布の低い方へのズレの変動がさ
らに少なくなり、その結果、図5(c)の点線に示すよ
うに、下限が理想的なベリファイ電圧Vwvで、上限が
1回の書込み動作のしきい値変動量ΔVthだけ高い理
想的なしきい値分布に、書込みを行った全てのメモリセ
ルのしきい値が収まるようになる。
If the potential of the common source line is monitored at a finer stage, and if the verify voltage Vwv is further finely changed based on the monitoring, as shown in FIG. 5C, the lower limit is the ideal verify voltage Vwv and the upper limit is the threshold variation ΔVth of one write operation as shown by the dotted line in FIG. The threshold values of all the written memory cells fall within the high ideal threshold distribution.

【0061】[第2の実施例]図6は、コモンソース線
の電位上昇による書込み判定のばらつきを抑制する第2
の実施例の書込み判定方式を説明するもので、(a)
は、ビット線の電位VDとディスチャージ信号ST2の
データ書込み初期における波形図、(b)は、データ書
込み中期における波形図、(c)は、データ書込み終了
前における波形図である。
[Second Embodiment] FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention which suppresses the variation of the write judgment due to the rise in the potential of the common source line.
The write determination method of the embodiment of FIG.
7A is a waveform diagram at the initial stage of data writing of the bit line potential VD and the discharge signal ST2, FIG. 7B is a waveform diagram at the middle stage of data writing, and FIG. 7C is a waveform diagram before the end of data writing.

【0062】図6(a)〜(c)にそれぞれ示すよう
に、コモンソース線CSLの電位上昇が小さい書込み終
了前の段階では、メモリセルMCのドレイン側からソー
ス側に電流が速やかに流れて、ビット線の電位VDが速
やかに低下する一方、コモンソース線CSLの電位上昇
が大きい書込み初期の段階では、メモリセルMCのドレ
イン側からソース側に電流が引き抜き難くなり、ビット
線の電位の低下に時間がかかる。従って、メモリセルM
Cのオン又はオフが判定されるセンスアンプの起動タイ
ミングに、ビット線の電位低下が遅れて基準電圧(例え
ば0.5V)よりもビット線の電位が下がらなかった場
合には、センスアンプはハイレベルの信号として増幅し
ラッチするので、メモリセルMCのしきい値が完全にオ
フレベルになっていない書込み未完の状態であっても、
上記のベリファイ電圧により書込み完了と判定されてし
まう。
As shown in FIGS. 6A to 6C, at the stage before the end of the writing in which the potential rise of the common source line CSL is small, a current quickly flows from the drain side to the source side of the memory cell MC. In the initial stage of writing, while the potential VD of the bit line rapidly decreases, the potential of the common source line CSL is large, and in the initial stage of writing, it becomes difficult to draw current from the drain side to the source side of the memory cell MC, and the potential of the bit line decreases It takes time. Therefore, the memory cell M
If the potential of the bit line does not drop below the reference voltage (for example, 0.5 V) due to a delay in the potential drop of the bit line at the start timing of the sense amplifier at which ON or OFF of C is determined, the sense amplifier goes high. Since the signal is amplified and latched as a level signal, even if the threshold value of the memory cell MC is not completely turned off and writing is not completed,
The completion of writing is determined by the above verify voltage.

【0063】この第2実施例の書込み判定方式では、上
述のような書込み判定のばらつきを抑制するため、図6
(a)〜(c)にそれぞれ示すように、ディスチャージ
信号ST2のパルス幅を変えてコモンソース線CSLの
電位が上昇しているときには、メモリセルMCのドレイ
ン側からソース側に電流を引き抜くディスチャージ時間
を通常より長くし、コモンソース線CSLの電位が下が
ってきたらディスチャージ時間が段階的に短くなるよう
に構成する。ディスチャージ時間の調整は、コモンソー
ス線CSLの電位監視回路であるインバータINV1の
出力に基づき、制御回路20のシーケンス処理によりソ
ース側の選択MOSFET QS2のオフタイミングを
段階的に早くすることで行う。この実施例においては、
コモンソース線CSLの電位監視の手段は、第1の実施
例で示したものと同様のものを用いることができる。
In the write determination method of the second embodiment, in order to suppress the above-described variation in the write determination, FIG.
As shown in (a) to (c), when the potential of the common source line CSL is rising by changing the pulse width of the discharge signal ST2, a discharge time for drawing a current from the drain side to the source side of the memory cell MC. Is set longer than usual, and the discharge time is reduced stepwise when the potential of the common source line CSL decreases. Adjustment of the discharge time is performed by making the off-timing of the source-side selection MOSFET QS2 stepwise by a sequence process of the control circuit 20 based on the output of the inverter INV1 which is a potential monitoring circuit of the common source line CSL. In this example,
As means for monitoring the potential of the common source line CSL, the same means as that shown in the first embodiment can be used.

【0064】図7には、第2の実施例の書込み判定方式
において書込み判定の時間に沿って書込み完了と判定さ
れるメモリセルのしきい値の低い方へのズレ量を表した
図を示す。同図において、横軸はデータ書込みのスター
トから終了までの書込み判定時の時間を、縦軸は書込み
判定のしきい値の低い方へのズレ量を示している。
FIG. 7 is a diagram showing a shift amount of a memory cell, which is determined to be write-completed, along the time of the write determination to a lower threshold value in the write determination method of the second embodiment. . In the figure, the horizontal axis represents the time at the time of writing determination from the start to the end of data writing, and the vertical axis represents the amount of deviation of the threshold value for writing determination toward the lower side.

【0065】図6(a)に示すように、この実施例の書
込み判定においては、最初の書込み判定のときにディス
チャージ時間は最長にされる。そして、コモンソース線
CSLの電位が所定電圧まで下がって電位監視用のイン
バータINV1の出力がロウレベルからハイレベルに変
化した場合に、図6(b),(c)のように所定時間ず
つディスチャージ時間が短くなっていくように制御され
る。
As shown in FIG. 6A, in the write decision of this embodiment, the discharge time is made the longest at the time of the first write decision. When the potential of the common source line CSL drops to a predetermined voltage and the output of the potential monitoring inverter INV1 changes from a low level to a high level, the discharge time is increased by a predetermined time as shown in FIGS. Is controlled to be shorter.

【0066】書込み判定初回目の最も長いディスチャー
ジ時間と、コモンソース線CSLの電位が下がった場合
に最も短くされるディスチャージ時間との時間差は、セ
クタ中の全ビットに論理”1”のデータを書き込む場合
に、最終的に全ビットが書込み完了と判定される際のデ
ィスチャージ時間がコモンソース線CSLの影響がない
場合の理想的なディスチャージ時間になるように設定し
ておくと良い。それにより、書込み終了後のメモリセル
のしきい値分布をコモンソースの電位上昇がない場合の
理想的な分布に近づけることが出来る。
The time difference between the longest discharge time at the first time of the write determination and the shortest discharge time when the potential of the common source line CSL is lowered is determined when data of logic "1" is written to all bits in the sector. It is preferable that the discharge time when it is finally determined that all the bits have been written be set to an ideal discharge time when there is no influence of the common source line CSL. Thus, the threshold distribution of the memory cell after the end of writing can be made closer to an ideal distribution when there is no rise in the potential of the common source.

【0067】また、ディスチャージ時間を長くすると、
その分、書込み判定の時間が延びてデータ書込みにかか
るトータル時間を累積的に長くしてしまう。従って、最
も長くなる初回目のディスチャージ時間は、許容される
書込み判定のばらつき量とデータ書込みのトータル時間
との兼ね合いを考慮して決定すると良い。
When the discharge time is extended,
To that extent, the time for write determination is increased, and the total time required for data write is cumulatively increased. Therefore, the longest first discharge time may be determined in consideration of a balance between the permissible amount of variation in write determination and the total time of data writing.

【0068】また、この実施例の書込み判定では、ディ
スチャージ時間は連続的に変化するのでなく段階的に変
化するので、ディスチャージ時間が変化しない間のコモ
ンソース線CSLの電位変化は、メモリセルの最終的な
しきい値分布の低い方へのズレとして作用する。しかし
ながら、図7の「対策前」の点線と「対策後」の実線を
比べれば分るように、そのズレ量はディスチャージ時間
の延長分小さくなっている。また、コモンソース線CS
Lの電位変化をもっと細かく監視し、それに応じてディ
スチャージ時間の1回分の変動量も小さくすれば、メモ
リセルのしきい値分布の低い方へのばらつき量も小さく
することが出来る。但し、コモンソース線CSLの電位
監視の分解能を更に小さくするには、電位監視用の回路
も増加してチップ面積を増大させるので、両者の兼ね合
いでディスチャージ時間の変動量を決定してやれば良
い。
In the write judgment of this embodiment, since the discharge time does not change continuously but changes stepwise, the change in the potential of the common source line CSL during the time when the discharge time does not change is the last change of the memory cell. It acts as a shift to the lower one of the typical threshold distribution. However, as can be seen by comparing the dotted line “before countermeasures” and the solid line “after countermeasures” in FIG. 7, the amount of deviation is smaller by the extension of the discharge time. Also, the common source line CS
If the change in the potential of L is monitored more closely and the amount of change in one discharge time is reduced accordingly, the amount of variation in the threshold voltage distribution of the memory cell toward the lower side can be reduced. However, in order to further reduce the resolution for monitoring the potential of the common source line CSL, the number of circuits for monitoring the potential is increased and the chip area is increased. Therefore, the amount of change in the discharge time may be determined in consideration of both.

【0069】図8には、第2の実施例の書込み判定方式
を使用してセクタ中の全ビットに論理”1”のデータ書
込みを行った場合におけるメモリセルのしきい値分布の
変化を表した図を示す。
FIG. 8 shows a change in the threshold distribution of a memory cell when data of logic "1" is written to all bits in a sector using the write determination method of the second embodiment. FIG.

【0070】第2実施例の書込み判定の方式によれば、
図8(a)に示すように、コモンソース線CSLの電位
の上昇が大きくなるデータ書込みの初期には、しきい値
Vthがベリファイ電圧Vwv以下なのにコモンソース
線CSLの電位上昇により完全にオン状態にならないメ
モリセルMCに対して、長く設定されたディスチャージ
時間によって、ドレイン側からソース側に所定の電流が
引き抜かれるのでオン状態(書込み未完)と判定され
る。
According to the write determination method of the second embodiment,
As shown in FIG. 8A, at the initial stage of data writing when the rise of the potential of the common source line CSL is large, the threshold voltage Vth is completely lower than the verify voltage Vwv due to the rise of the potential of the common source line CSL. A predetermined current is drawn from the drain side to the source side due to the long set discharge time for the memory cell MC that does not change to the ON state (writing is not completed).

【0071】そして、書込み処理が進みコモンソース線
CSLの電位の上昇が小さくなるに従って、それに応じ
てディスチャージ時間は所定時間ずつ短くされていく。
As the writing process progresses and the rise in the potential of the common source line CSL decreases, the discharge time is shortened by a predetermined time.

【0072】その後、例えば、セクタ中の全ビットに同
じデータを書き込むような場合には、図8(b)に示す
ように、データ書込み処理の終了前にはコモンソース線
CSLの電位上昇は「0」に近づき、それに対応して、
ディスチャージ時間は理想的なディスチャージ時間(コ
モンソース線CSLの電位上昇がないとした場合に正確
に判定可能で且つ最小のディスチャージ時間)となって
最終的な書込み動作および書込み判定を完了する。
Thereafter, for example, when the same data is written in all the bits in the sector, as shown in FIG. 8B, before the end of the data writing process, the potential rise of the common source line CSL is " 0 ”and correspondingly,
The discharge time becomes an ideal discharge time (which can be accurately determined when there is no rise in the potential of the common source line CSL and is the minimum discharge time), and the final write operation and write determination are completed.

【0073】その結果、図8(c)に示すように、書込
み処理の終了後のメモリセルのしきい値分布は、同図
(c)の点線に示すソース電位の上昇の影響のない理想
的なしきい値分布より、僅かに低い電位を含むように広
がったしきい値分布が得られる。この僅かに低く広がっ
た部分は、上述したように、コモンソース線の電位が連
続的に変化するにの対してディスチャージ時間は段階的
にしか変化させなかったために生じたものであるが、従
来(図20)に比べるとかなり改善されることが分か
る。
As a result, as shown in FIG. 8C, the threshold distribution of the memory cell after the end of the writing process is ideally free from the influence of the rise of the source potential shown by the dotted line in FIG. Thus, a threshold distribution spread to include a slightly lower potential is obtained. As described above, this slightly lower portion is caused by the fact that the discharge time is changed only stepwise while the potential of the common source line is continuously changed. It can be seen that it is considerably improved as compared to FIG.

【0074】[第3の実施例]図9にはコモンソース線
の電位を一定にする補正回路を設けた第3の実施例のメ
モリアレイとを示す回路図である。
[Third Embodiment] FIG. 9 is a circuit diagram showing a memory array according to a third embodiment provided with a correction circuit for keeping the potential of the common source line constant.

【0075】この第3の実施例のフラッシュメモリで
は、メモリアレイのコモンソース線CSLと接地電位と
の間に、可変抵抗としてディプレション形MOSFET
Qrのドレイン−ソースを接続し、且つ、そのゲート
をコモンソース線CSLに接続されている。
In the flash memory according to the third embodiment, a depletion type MOSFET is provided as a variable resistor between the common source line CSL of the memory array and the ground potential.
The drain-source of Qr is connected, and the gate is connected to a common source line CSL.

【0076】このような構成によれば、初期の書込み判
定において多くのメモリセルMC…がオン状態となりコ
モンソース線CSLに多くの電流が流れた場合でも、電
圧降下によりコモンソース線CSLの電位が上昇しそう
になると、ディプレション形MOSFET Qrのゲー
ト電圧が上がって該MOSFETのドレイン−ソース間
の抵抗値が小さくなる。従って、コモンソース線CSL
の電位の上昇が抑制される。
According to such a configuration, even when many memory cells MC are turned on in the initial write determination and a large amount of current flows through common source line CSL, the potential of common source line CSL is reduced due to the voltage drop. When it is about to increase, the gate voltage of the depletion-mode MOSFET Qr increases, and the resistance value between the drain and source of the MOSFET decreases. Therefore, the common source line CSL
Is suppressed.

【0077】一方、データ書込みの終了間近の書込み判
定においてほとんどのメモリセルMC…がオフ状態とな
ってコモンソース線CSLにあまり電流が流れない場合
には、コモンソース線CSLの電位が上昇しようとせず
ディプレション形MOSFET Qrのゲート電圧が下
がることで、該MOSFETのドレイン−ソース間の抵
抗値が大きくなってコモンソース線CSLによる電圧降
下量は、データ書込みの初期から終了前の書込み判定時
にてほぼ一定に保たれる。
On the other hand, when almost all the memory cells MC are turned off in the write determination near the end of data write and a small amount of current flows through the common source line CSL, the potential of the common source line CSL tends to rise. As the gate voltage of the depletion-mode MOSFET Qr decreases, the resistance between the drain and source of the MOSFET Qr increases, and the amount of voltage drop due to the common source line CSL increases during the write determination from the beginning to the end of data writing. Is kept almost constant.

【0078】従って、上記の一定に保たれるコモンソー
ス線CSLの電圧降下量に合わせて、ベリファイ電圧や
ディスチャージ時間を設計することで、書込み判定のば
らつきを抑制してメモリセルの所望のしきい値分布を得
ることが出来る。
Therefore, by designing the verify voltage and the discharge time in accordance with the voltage drop of the common source line CSL kept constant, the variation in the write decision is suppressed and the desired threshold value of the memory cell is reduced. Value distribution can be obtained.

【0079】また、この実施例のフラッシュメモリにお
いては、図2に示したコモンソース線CSLの電位監視
用の回路(インバータINV1)や、メモリアレイ11
から制御回路20に入力されるコモンソース線CSLの
電位監視信号S1(図1)は不要となるので、第1実施
例や第2実施例のフラッシュメモリよりもチップ面積の
低減を図ることが出来る。また、制御回路20による制
御内容を変更する必要もない。
In the flash memory of this embodiment, the circuit (inverter INV1) for monitoring the potential of the common source line CSL shown in FIG.
Since the potential monitoring signal S1 (FIG. 1) of the common source line CSL input from the control circuit 20 to the control circuit 20 becomes unnecessary, the chip area can be reduced as compared with the flash memories of the first and second embodiments. . Also, there is no need to change the control content of the control circuit 20.

【0080】なお、可変抵抗として作用するディプレシ
ョン形MOSFETの代わりに、エンハンスメント形M
OSFETを使用し、そのゲートにコモンソース線CS
Lの電位に適当なオフセット電圧を加えた電圧を印加す
るように構成することも出来る。
It should be noted that instead of the depletion type MOSFET acting as a variable resistor, an enhancement type M
OSFET is used and the common source line CS is connected to its gate.
It is also possible to apply a voltage obtained by adding an appropriate offset voltage to the potential of L.

【0081】[第4の実施例]図10は、第4の実施例
のフラッシュメモリにおける書込み動作のバイアス印加
時間とメモリセルのしきい値Vthの関係を表したグラ
フを示す。
[Fourth Embodiment] FIG. 10 is a graph showing a relationship between a bias application time of a write operation and a threshold value Vth of a memory cell in a flash memory according to a fourth embodiment.

【0082】第4の実施例のフラッシュメモリは、デー
タ書込みの初期の書込み判定において書込み完了と判定
されるメモリセルのしきい値電圧Vthがコモンソース
線CSLの電位上昇の影響による変位量δだけ低い方に
ずれることを利用して、データ書込みの初期の書込み動
作の時間(メモリセルMC…のゲートに書込み電圧Vw
wを印加する時間)を、書込み判定時にコモンソース線
CSLの電位上昇がない場合における理想的な書込み動
作時間よりも長くなるように設定したものである。
In the flash memory according to the fourth embodiment, the threshold voltage Vth of the memory cell determined to be completed in the initial write determination of the data write is reduced by the displacement δ due to the rise in the potential of the common source line CSL. Utilizing the shift to the lower side, the time of the initial write operation of the data write (the write voltage Vw is applied to the gates of the memory cells MC...).
The time for applying w) is set to be longer than an ideal write operation time when there is no rise in the potential of the common source line CSL at the time of write determination.

【0083】図10に示すように、フラッシュメモリの
メモリセルMCのしきい値Vthは、書込み前の初期の
段階からメモリセルMCの制御ゲートに書込み電圧Vw
wを印加した総合的な時間Tの対数(logT)の一次
関数になることが知られている。従って、従来では、従
来の技術で記したように、全ての書込み動作においてメ
モリセルMCのしきい値Vthの変動量ΔVthが一定
になるように各回の書込み動作時間を設定していた(図
17参照)。
As shown in FIG. 10, the threshold voltage Vth of the memory cell MC of the flash memory is set such that the write voltage Vw is applied to the control gate of the memory cell MC from the initial stage before writing.
It is known that it becomes a linear function of the logarithm (logT) of the total time T to which w is applied. Therefore, conventionally, as described in the related art, the time of each write operation is set so that the variation amount ΔVth of the threshold value Vth of the memory cell MC is constant in all write operations (FIG. 17). reference).

【0084】それに対して、この実施例のフラッシュメ
モリでは、(m−1)回目とm回目と(m+1)回目の
それぞれの書込み動作の終了までにおける選択ワード線
への書込み電圧ののべ印加時間をTm−1,T,T
m+1としたとき、 log(Tm+1)−log(T)<log(T)−log(Tm−1) ・・・・(式1) の関係を満たすように各回の書込み動作の時間を設定し
ている。
On the other hand, in the flash memory of this embodiment, the total application time of the write voltage to the selected word line until the end of each of the (m−1) -th, m-th, and (m + 1) -th write operations To T m−1 , T m , T
when the m + 1, log (T m + 1) -log (T m) <log (T m) -log (T m-1) ···· ( Equation 1) each time so as to satisfy the relation of the write operation time Is set.

【0085】詳細には、m回目の書込み動作時間により
得られるしきい値Vthの変動量をΔVm、m回目の書
込み判定時におけるコモンソース線CSLの電位上昇に
基づく判定しきい値Vthの低い方へのズレ量をδm、
コモンソース線CSLの電位上昇をないとした理想的な
書込み動作時間によるしきい値の変動量をΔVthとし
た場合、m回目の書込み動作時間(T−Tm−1
は、それにより得られるしきい値の変動量ΔVmが、 ΔVm = ΔVth + δm ・・・・(式2) の関係にできるだけ近くなるように設定すると良い。さ
らに、最後の書込み動作におけるしきい値Vthの変動
量ΔVnが上記理想的なしきい値の変動量ΔVthと同
一になるように設定すると良い。
More specifically, the variation amount of the threshold value Vth obtained by the m-th write operation time is ΔVm, and the lower the determination threshold value Vth based on the potential rise of the common source line CSL at the time of the m-th write determination. Δm,
Assuming that the variation amount of the threshold value due to the ideal write operation time without increasing the potential of the common source line CSL is ΔVth, the m-th write operation time (T m −T m−1 )
Is preferably set so that the variation amount ΔVm of the threshold value obtained thereby becomes as close as possible to the relationship of ΔVm = ΔVth + δm (Equation 2). Further, it is preferable that the variation ΔVn of the threshold Vth in the last write operation is set to be the same as the ideal variation ΔVth of the threshold.

【0086】上記のように各回の書込み動作時間を設定
するには、予め各回の書込み判定におけるしきい値Vt
hのズレ量δmが分っている必要があるので、例えば、
消去処理の書き戻しの際など、セクタ中の全ビットに同
じデータを書き込む場合などに適用可能である。
In order to set each write operation time as described above, the threshold Vt in each write determination is set in advance.
Since it is necessary to know the shift amount δm of h, for example,
This is applicable to the case where the same data is written to all bits in a sector, such as at the time of writing back in an erasing process.

【0087】図11は、第4の実施例のデータ書込みで
書込み完了と判定されるメモリセルのしきい値Vthの
分布幅を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the distribution width of the threshold value Vth of a memory cell which is determined to be completely written in data writing according to the fourth embodiment.

【0088】上記のように書込み時間を設定することに
より、m回目〜m+1回目の書込み判定において書込み
完了と判定されるメモリセルのしきい値Vthの内、最
も低くなるしきい値は、図11中の黒点イに示すよう
に、ベリファイ電圧Vwvからコモンソース線CSLの
電位上昇によるばらつき量δmだけ低い電圧(Vwv−
δm)を僅かに上回った値となる。一方、最も高くなる
しきい値は、図11中の白点ロに示すように、上記電圧
(Vwv−δm)を僅かに下回って次の書込み判定で完
了とされるメモリセルMCのしきい値となる。
By setting the write time as described above, the lowest one of the threshold values Vth of the memory cells determined to be write-completed in the m-th to (m + 1) -th write determinations is as shown in FIG. As shown by a black dot A in the figure, a voltage (Vwv-V) that is lower than the verify voltage Vwv by a variation amount δm due to a potential rise of the common source line CSL.
δm). On the other hand, as shown by a white dot b in FIG. 11, the highest threshold value is the threshold value of the memory cell MC which is slightly lower than the voltage (Vwv-δm) and is completed in the next write determination. Becomes

【0089】上記のしきい値Vthが最も高くなるメモ
リセルMCは、書込み完了とされる前のしきい値がベリ
ファイ電圧Vwvよりばらつき量δmだけ低い電圧(V
wv−δm)を僅かに下回った値であるので、次の書込
み動作で所望のしきい値分布の上限値(Vwv+ΔVt
h)を超えないようにし、且つ、しきい値Vthの変動
量を最大にするには、書込み時間を、コモンソース線C
SLの電位上昇の影響がない理想的な変動量ΔVthに
上記ばらつき量δmを加えた変動量(ΔVth+δm)
に対応する時間に設定すれば良い。従って、上記(式
1)、(式2)の関係式を満たした書込み処理により、
しきい値が所望のしきい値分布の上限値を超えない範囲
で、1回の書込み動作の時間が最長になる。そして、そ
れにより書込み動作および書込み判定の回数を減らして
データ書込みのトータルの所要時間を短縮できる。
The memory cell MC having the highest threshold value Vth has a voltage (V) whose threshold value before the completion of writing is lower than the verify voltage Vwv by a variation amount δm.
wv−δm), the upper limit (Vwv + ΔVt) of the desired threshold distribution in the next write operation.
h), and to maximize the variation of the threshold value Vth, the writing time must be reduced by the common source line C
The variation (ΔVth + δm) obtained by adding the variation δm to the ideal variation ΔVth which is not affected by the potential rise of SL.
Should be set to the time corresponding to Therefore, by the writing process that satisfies the relational expressions of (Expression 1) and (Expression 2),
As long as the threshold value does not exceed the upper limit of the desired threshold distribution, the time for one write operation is the longest. As a result, the number of write operations and write determinations can be reduced, and the total required time for data write can be reduced.

【0090】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say.

【0091】例えば、実施例ではメモリセルのしきい値
の低い状態をデータ”0”に対応させて消去状態とし、
書込みデータのビットが“1”に対応するメモリセルは
書込みによりしきい値電圧を上げる構成を例示したが、
それに限られず、逆にメモリセルしきい値電圧の高い状
態をデータ“1”に対応させて消去状態とし、データ”
0”に対応するメモリセルは書込みによりしきい値電圧
を下げる構成としても良い。このような構成の場合、書
込み判定は、メモリセルのしきい値がベリファイ電圧を
下回ってオンされた場合に書込み完了と判定されるの
で、データ書込み終了前にコモンソース線に流れる電流
が増加してしきい値分布は低い方にばらつくので、デー
タ書込みの初回よりもデータ書込み終了前の方が、ベリ
ファイ電圧やコモンソース線の抵抗値が高くなるように
したり、或いはディスチャージ時間は次第に長くなるよ
うに構成すると良い。
For example, in the embodiment, the state where the threshold value of the memory cell is low is set to the erased state in correspondence with the data "0".
Although the memory cell whose write data bit corresponds to "1" has exemplified the configuration in which the threshold voltage is increased by writing,
However, the present invention is not limited to this. Conversely, a state where the memory cell threshold voltage is high is set to an erased state corresponding to data “1”, and
The memory cell corresponding to "0" may be configured to lower the threshold voltage by writing. In such a configuration, the write determination is made when the threshold of the memory cell is turned on below the verify voltage. Since the current is determined to be completed, the current flowing through the common source line increases before the end of data writing, and the threshold distribution fluctuates to a lower side. It is preferable that the resistance value of the common source line be increased or the discharge time is gradually increased.

【0092】また、上記第1と第2の実施例では、コモ
ンソース線CSLの電圧を監視して、該電圧の上昇に基
づきベリファイ電圧Vwvやディスチャージ時間を変更
する構成にしたが、例えば、消去処理における書戻し時
など、セクタ中の全てのビットに同じデータを書き込む
ような場合には、書込み回数とコモンソース線CSLの
電位上昇の関係が予め予測できるので、該予測に基づい
て書込み回数に応じてベリファイ電圧Vwvやディスチ
ャージ時間あるいはコモンソース線CSLの抵抗を変化
させるように構成することが出来る。それによりコモン
ソース線CSLの電位監視用の回路が不要となりチップ
面積の低減を図ることが出来る。
In the first and second embodiments, the voltage of the common source line CSL is monitored, and the verify voltage Vwv and the discharge time are changed based on the rise of the voltage. In the case where the same data is written to all the bits in the sector, such as at the time of write-back in processing, the relationship between the number of writes and the potential rise of the common source line CSL can be predicted in advance. It can be configured to change the verify voltage Vwv, the discharge time, or the resistance of the common source line CSL accordingly. As a result, a circuit for monitoring the potential of the common source line CSL becomes unnecessary, and the chip area can be reduced.

【0093】また、1つのメモリセルに2値データを記
憶するフラッシュメモリについて説明したが、例えば、
4以上の範囲に分離されたしきい値分布が設定され、1
つのメモリセルに多数ビット(例えば4ビット)のデー
タが記憶可能な多値メモリなどにおいても、本発明は有
用に適用することが出来る。
The flash memory for storing binary data in one memory cell has been described.
A threshold distribution separated into four or more ranges is set, and 1
The present invention can be usefully applied to a multi-valued memory or the like in which data of many bits (for example, 4 bits) can be stored in one memory cell.

【0094】また、不揮発性のメモリセルとして制御ゲ
ートと浮遊ゲートとを有する2層ゲート式のMOSFE
Tを例示したが、MNOS(Metal Nitride Oxide Semi
conductor)構造のトランジスタにより、窒化膜と酸化
膜の界面に電子を留めてデータを記憶する形式のメモリ
セルを用いた不揮発性半導体メモリにも、本発明は同様
に適用可能である。
Further, a two-layer gate type MOSFE having a control gate and a floating gate as nonvolatile memory cells.
T, but MNOS (Metal Nitride Oxide Semi
The present invention is similarly applicable to a nonvolatile semiconductor memory using a memory cell of a type in which data is stored by retaining electrons at the interface between a nitride film and an oxide film by a transistor having a conductor structure.

【0095】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるフラッ
シュメモリについて説明したがこの発明はそれに限定さ
れるものでなく、ビット線からコモンソース線に電流を
引き抜くことで書込み判定を行う不揮発性半導体メモリ
に広く利用することができる。
In the above description, the invention made by the present inventor has been mainly described with respect to the flash memory which is the field of application as the background, but the present invention is not limited to this, and the current is applied from the bit line to the common source line. Can be widely used for a nonvolatile semiconductor memory that makes a write determination by extracting the data.

【0096】[0096]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0097】すなわち、本発明に従うと、データ書込み
の初期段階から終了前にかけて、書込み判定時に流れる
コモンソース線の電流量が大きく変化する場合でも、該
コモンソース線に流れる電流に基づくメモリセルのしき
い値分布のばらつきを抑制でき、それによりメモリセル
のしきい値分布の狭帯化を図ることができ、書込みデー
タの信頼性が向上されるという効果がある。
That is, according to the present invention, even when the amount of current flowing through the common source line at the time of writing determination greatly changes from the initial stage to the end of the data writing, the memory cell is determined based on the current flowing through the common source line. Variations in the threshold distribution can be suppressed, whereby the threshold distribution of the memory cells can be narrowed, and the reliability of the write data is improved.

【0098】また、本発明に従うと、データ書込み後の
しきい値分布を広げることなく、データ書込みに掛かる
総合的な時間を短縮できるという効果がある。
Further, according to the present invention, there is an effect that the overall time required for data writing can be reduced without expanding the threshold distribution after data writing.

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

【図1】本発明を適用して好適なフラッシュメモリの実
施例を示す全体ブロック図である。
FIG. 1 is an overall block diagram showing a preferred embodiment of a flash memory to which the present invention is applied.

【図2】フラッシュメモリのメモリアレイ構成とコモン
ソース線の電位監視用回路とを示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a memory array configuration of a flash memory and a circuit for monitoring a potential of a common source line.

【図3】コモンソース線の電位上昇による書込み判定の
ばらつきを抑制する第1の実施例の書込み判定方式を説
明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a write determination method according to a first embodiment that suppresses variation in write determination due to a rise in the potential of a common source line.

【図4】第1の実施例の書込み判定方式のその他の例の
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of another example of the write determination method according to the first embodiment.

【図5】第1の実施例の書込み判定方式を使用してデー
タ書込みを行った場合におけるメモリセルのしきい値の
変化を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in a threshold value of a memory cell when data is written using the write determination method according to the first embodiment;

【図6】コモンソース線の電位上昇による書込み判定の
ばらつきを抑制する第2の実施例の書込み判定方式を説
明する波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram illustrating a write determination method according to a second embodiment that suppresses variation in write determination due to a rise in the potential of a common source line.

【図7】第2の実施例の書込み判定方式におけるソース
線の電位上昇による作用を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation due to a rise in the potential of a source line in a write determination method according to a second embodiment.

【図8】第2の実施例の書込み判定方式を使用してデー
タ書込みを行った場合におけるメモリセルのしきい値の
変化を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a change in a threshold value of a memory cell when data writing is performed using the write determination method according to the second embodiment.

【図9】コモンソース線の電位を一定にする補正回路を
設けた第3の実施例のメモリセルを示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a memory cell according to a third embodiment provided with a correction circuit for making the potential of the common source line constant.

【図10】第4の実施例のフラッシュメモリにおける書
込み動作のバイアス印加時間とメモリセルのしきい値V
thの関係を示すグラフである。
FIG. 10 shows a bias application time and a threshold value V of a memory cell in a write operation in a flash memory according to a fourth embodiment.
13 is a graph showing a relationship of th.

【図11】第4の実施例の書込み動作で書込み完了と判
定されるメモリセルのしきい値の分布幅を説明する図で
ある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a distribution width of threshold voltages of memory cells that are determined to have been completely written in a write operation according to a fourth embodiment;

【図12】制御ゲートと浮遊ゲートとを有するメモリセ
ルを示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a memory cell having a control gate and a floating gate.

【図13】従来のフラッシュメモリのデータ書込みの処
理フロー(a)とメモリセルのしきい値Vthの変化
(b)を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a processing flow (a) of data writing in a conventional flash memory and a change (b) of a threshold value Vth of a memory cell.

【図14】従来のフラッシュメモリのアレイ構成の一例
を示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of an array configuration of a conventional flash memory.

【図15】従来のフラッシュメモリにおける書込み判定
時の状態を説明するメモリアレイの構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of a memory array for explaining a state at the time of writing determination in a conventional flash memory.

【図16】従来のフラッシュメモリにおける書込み判定
時の状態を説明する波形図である。
FIG. 16 is a waveform diagram illustrating a state at the time of writing determination in a conventional flash memory.

【図17】従来のフラッシュメモリにおける書込み回数
と書込み動作時間との関係を説明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a relationship between the number of times of writing and a writing operation time in a conventional flash memory.

【図18】図17の書込み動作時間に従ったデータ書込
みにおいて書込み完了と判定されるメモリセルのしきい
値の分布幅を説明する図である。
18 is a diagram illustrating a distribution width of a threshold value of a memory cell that is determined to be completely written in data writing according to a writing operation time in FIG. 17;

【図19】従来のデータ書込み初期の書込み判定時の状
態(a)とデータ書込み後期の書込み判定時の状態
(b)とを示すメモリアレイの構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a conventional memory array showing a state (a) at the time of a write decision at an early stage of data write and a state (b) at a time of a write decision at a later stage of data write.

【図20】従来の書込み判定を使用してデータ書込みを
行った場合におけるメモリセルのしきい値の変化を示す
図である。
FIG. 20 is a diagram showing a change in a threshold value of a memory cell when data is written using a conventional write determination.

【図21】コモンソース線の電位上昇が生じたときのメ
モリセルの状態を説明する概要図である。
FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a state of a memory cell when a potential rise of a common source line occurs.

【図22】コモンソース線の電位上昇により書込み判定
時のビット線の電圧降下の減少を説明する波形図であ
る。
FIG. 22 is a waveform diagram illustrating a decrease in a voltage drop of a bit line at the time of writing determination due to a rise in the potential of a common source line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 メモリアレイ 20 制御回路 25 電源&切替え回路 MC メモリセル CG 制御ゲート FG 浮遊ゲート Qs2 ソース側選択MOSFET CSL コモンソース線 D1〜D8448 ビット線 W1〜W128 ワード線 INV1 インバータ回路(電位監視用回路) Vth しきい値 Vww 書込み電圧 Vwv ベリファイ電圧 11 Memory Array 20 Control Circuit 25 Power Supply & Switching Circuit MC Memory Cell CG Control Gate FG Floating Gate Qs2 Source Side Selection MOSFET CSL Common Source Line D1 to D8448 Bit Line W1 to W128 Word Line INV1 Inverter Circuit (Potential Monitoring Circuit) Vth Threshold value Vww Write voltage Vww Verify voltage

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 しきい値の高低に応じてデータを記憶す
るMOSFETからなる複数のメモリセルがマトリック
ス状に配置されたメモリアレイを備え、同一行のメモリ
セルの制御ゲートが対応するワード線に接続されるとと
もに同一列のメモリセルのドレインがそれぞれ対応する
ビット線に接続され、またソースがコモンソース線に接
続可能にされ、データを書き込む際にいずれか1つのワ
ード線に書込み電圧を印加する書込み動作と、ビット線
をプリチャージしてからワード線にベリファイ電圧を印
加したときに選択メモリセルを介して上記ビット線およ
びコモンソース線間に流れる電流に基づくビット線の電
位の変化を検出して書込み未完又は書込み完了を判定す
る書込み判定動作と、を複数回繰り返し行う不揮発性半
導体メモリにおいて、 上記ベリファイ電圧は判定動作ごとに次第に低くまたは
高くなるように構成されていることを特徴とする不揮発
性半導体メモリ。
1. A memory array in which a plurality of memory cells each comprising a MOSFET for storing data according to a threshold value is arranged in a matrix, and a control gate of a memory cell in the same row is connected to a corresponding word line. Connected, the drains of the memory cells in the same column are connected to the corresponding bit lines, respectively, and the source is made connectable to the common source line. When writing data, a write voltage is applied to one of the word lines. A change in the potential of the bit line based on the current flowing between the bit line and the common source line via the selected memory cell when the verify operation is applied to the word line after pre-charging the bit line and the word line is detected. A write determination operation of determining whether write is incomplete or complete by performing a write determination operation a plurality of times in a nonvolatile semiconductor memory. A nonvolatile semiconductor memory, wherein the verify voltage is configured to gradually decrease or increase with each determination operation.
【請求項2】 しきい値の高低に応じてデータを記憶す
るMOSFETからなる複数のメモリセルがマトリック
ス状に配置されたメモリアレイを備え、同一行のメモリ
セルの制御ゲートが対応するワード線に接続されるとと
もに同一列のメモリセルのドレインがそれぞれ対応する
ビット線に接続され、またソースがコモンソース線に接
続可能にされ、データを書き込む際にいずれか1つのワ
ード線に書込み電圧を印加する書込み動作と、ビット線
をプリチャージしてからワード線にベリファイ電圧を印
加したときに選択メモリセルを介して上記ビット線およ
びコモンソース線間に流れる電流に基づくビット線の電
位の変化を検出して書込み未完又は書込み完了を判定す
る書込み判定動作と、を複数回繰り返し行う不揮発性半
導体メモリにおいて、 上記ビット線とコモンソース線間に電流を流す通電時間
の長さは判定動作ごとに次第に短くまたは長くなるよう
に構成されていることを特徴とする不揮発性半導体メモ
リ。
2. A memory array comprising a plurality of memory cells each comprising a MOSFET for storing data in accordance with the level of a threshold value, the control gates of memory cells in the same row being connected to corresponding word lines. Connected, the drains of the memory cells in the same column are connected to the corresponding bit lines, respectively, and the source is made connectable to the common source line. When writing data, a write voltage is applied to one of the word lines. A change in the potential of the bit line based on the current flowing between the bit line and the common source line via the selected memory cell when the verify operation is applied to the word line after pre-charging the bit line and the word line is detected. A write determination operation of determining whether write is incomplete or complete by performing a write determination operation a plurality of times in a nonvolatile semiconductor memory. A nonvolatile semiconductor memory, characterized in that the length of time for which a current flows between the bit line and the common source line is gradually shortened or lengthened for each determination operation.
【請求項3】 しきい値の高低に応じてデータを記憶す
るMOSFETからなる複数のメモリセルがマトリック
ス状に配置されたメモリアレイを備え、同一行のメモリ
セルの制御ゲートが対応するワード線に接続されるとと
もに同一列のメモリセルのドレインがそれぞれ対応する
ビット線に接続され、またソースがコモンソース線に接
続可能にされ、データを書き込む際にいずれか1つのワ
ード線に書込み電圧を印加する書込み動作と、ビット線
をプリチャージしてからワード線にベリファイ電圧を印
加したときに選択メモリセルを介して上記ビット線およ
びコモンソース線間に流れる電流に基づくビット線の電
位の変化を検出して書込み未完又は書込み完了を判定す
る書込み判定動作と、を複数回繰り返し行う不揮発性半
導体メモリにおいて、 上記判定動作ごとに上記コモンソース線の抵抗値が次第
に大きくまたは小さくなるように構成されていることを
特徴とする不揮発性半導体メモリ。
3. A memory array in which a plurality of memory cells each comprising a MOSFET for storing data according to a threshold value is arranged in a matrix, and a control gate of a memory cell in the same row is connected to a corresponding word line. Connected, the drains of the memory cells in the same column are connected to the corresponding bit lines, respectively, and the source is made connectable to the common source line. When writing data, a write voltage is applied to one of the word lines. A change in the potential of the bit line based on the current flowing between the bit line and the common source line via the selected memory cell when the verify operation is applied to the word line after pre-charging the bit line and the word line is detected. A write determination operation of determining whether write is incomplete or complete by performing a write determination operation a plurality of times in a nonvolatile semiconductor memory. A nonvolatile semiconductor memory, wherein the resistance value of the common source line is gradually increased or decreased for each determination operation.
【請求項4】 上記コモンソース線の電位を監視する監
視手段を備え、該監視手段からの出力に基づき上記ベリ
ファイ電圧、または上記通電時間の長さが段階的に変化
されることを特徴とする請求項1又は2に記載の不揮発
性半導体メモリ。
4. A monitoring means for monitoring the potential of the common source line, wherein the verify voltage or the length of the energization time is changed stepwise based on an output from the monitoring means. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1.
【請求項5】 しきい値の高低に応じてデータを記憶す
るMOSFETからなる複数のメモリセルがマトリック
ス状に配置されたメモリアレイを備え、同一行のメモリ
セルの制御ゲートが対応するワード線に接続されるとと
もに同一列のメモリセルのドレインがそれぞれ対応する
ビット線に接続される、またソースがコモンソース線に
接続可能にされ、データを書き込む際にいずれか1つの
ワード線に書込み電圧を印加する書込み動作と、ビット
線をプリチャージしてからワード線にベリファイ電圧を
印加したときに選択メモリセルを介して上記ビット線お
よびコモンソース線間に流れる電流に基づくビット線の
電位の変化を検出して書込み未完又は書込み完了を判定
する書込み判定動作と、を複数回繰り返し行う不揮発性
半導体メモリにおいて、 (m−1)回目(mは正の整数)とm回目と(m+1)
回目のそれぞれの書込み動作の終了までにおける選択ワ
ード線への書込み電圧ののべ印加時間をTm−
,Tm+1としたとき、 log(Tm+1)−log(T)<log(T
−log(Tm−1) の関係を満たすように上記書込み動作を行うように構成
されていることを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
5. A memory array in which a plurality of memory cells each comprising a MOSFET for storing data in accordance with the level of a threshold value are arranged in a matrix, and control gates of memory cells in the same row are connected to corresponding word lines. Connected, the drains of the memory cells in the same column are connected to the corresponding bit lines, and the source is made connectable to the common source line. When writing data, a write voltage is applied to one of the word lines And a change in the potential of the bit line based on the current flowing between the bit line and the common source line via the selected memory cell when a verify voltage is applied to the word line after precharging the bit line. And a write determination operation of determining whether write is incomplete or complete by performing a write operation multiple times. The (m-1) th (m is a positive integer), the mth and (m + 1)
The total application time of the write voltage to the selected word line up to the end of each of the write operations is represented by T m− 1 ,
Assuming that T m and T m + 1 , log (T m + 1 ) −log (T m ) <log (T m )
A nonvolatile semiconductor memory configured to perform the write operation so as to satisfy a relationship of −log (T m−1 ).
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