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JPH11317086A - Semiconductor storage device, storage erasing method thereof, and storage medium storing storage erasing method - Google Patents

Semiconductor storage device, storage erasing method thereof, and storage medium storing storage erasing method

Info

Publication number
JPH11317086A
JPH11317086A JP13597098A JP13597098A JPH11317086A JP H11317086 A JPH11317086 A JP H11317086A JP 13597098 A JP13597098 A JP 13597098A JP 13597098 A JP13597098 A JP 13597098A JP H11317086 A JPH11317086 A JP H11317086A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
memory
storage
storage information
stored
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
JP13597098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuki Hazama
克樹 挾間
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP13597098A priority Critical patent/JPH11317086A/en
Publication of JPH11317086A publication Critical patent/JPH11317086A/en
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  • Non-Volatile Memory (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct an information control, that is easy to use and has a good efficiency, even though a memory cell array block dividing technique is used for the superior technology, in which plural data (bits) are stored in one memory cell that is called a multivalued storage to realize a higher integration and to increase the capacity of a semiconductor storage device. SOLUTION: In a flash memory (an EEPROM), a memory array is divided into plural memory cell blocks 12. Then, addresses (1) to (4) and (5) to (8) are stipulated to be continuous in the blocks 12 for every block 12 of the array. During a storage erasing, an erasing is independently and simultaneously conducted for every block 12.

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、2桁以上のデータ
が記憶可能である多値記憶型の不揮発性半導体記憶装置
及びその記憶消去方法並びに記憶消去方法が記憶された
記憶媒体に関し、特に記憶情報がバイナリデータである
場合に適用して好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-value storage type nonvolatile semiconductor memory device capable of storing data of two or more digits, a storage erasing method thereof, and a storage medium storing the storage erasing method. It is suitable to be applied when the information is binary data.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フラッシュメモリ等を代表とする
半導体記憶装置において、1つのメモリセルの分割使用
化の要請から、メモリセルの記憶消去時にメモリセルア
レイの一斉消去を行わずに、メモリセルアレイを複数の
メモリセルブロックに区分けし、各メモリセルブロック
毎に独立に消去を行う技術が開発されている。具体的
に、特開平8−263361号公報には、ブロックに分
割しつつ、複数のブロックを同時に消去可能とする技術
が、特開平6−139140号公報には、消去動作の際
に他のブロックのデータをコピーし、重ね書きを防止す
る技術が、特開平8−266110号公報や特開平6−
175917号公報には、ブロック単位で記憶領域を管
理して書き換え回数の制限を受け難くする技術がそれぞ
れ開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a semiconductor memory device represented by a flash memory or the like, in response to a demand for divisional use of one memory cell, the memory cell array is not erased simultaneously when erasing the memory cell. A technique has been developed in which memory cells are divided into a plurality of memory cell blocks and erasing is performed independently for each memory cell block. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-263361 discloses a technique for simultaneously erasing a plurality of blocks while dividing the data into blocks. A technique for copying overwriting data to prevent overwriting is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-266110 and
Japanese Patent Publication No. 175917 discloses a technique for managing a storage area in units of blocks so that the number of rewrites is hardly restricted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】最近では、半導体記憶
装置の更なる高集積化及び大容量化が進んでいるが、そ
のような高集積且つ大容量の半導体記憶装置に、メモリ
セルアレイのブロック区分化の技術を応用する主だった
試みは現在のところ特になされていない現状にある。
In recent years, semiconductor memory devices have been further integrated and increased in capacity. Such a highly integrated and large-capacity semiconductor memory device has been divided into blocks of a memory cell array. At present, no major attempt has been made to apply this technology.

【0004】そこで、本発明の目的は、半導体記憶装置
の更なる高集積化及び大容量化として最も有力視される
多値化、即ち1つのメモリセルに複数のデータ(ビッ
ト)を記憶させる技術に、メモリセルアレイのブロック
区分化の技術を適用した場合でも、使い勝手に優れ効率
の良い情報管理を可能とする半導体記憶装置を提供する
ことであり、更にそれを用いた記憶消去方法並びにその
記憶消去方法を記録した記録媒体を提供することであ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-valued semiconductor memory device which is considered to be the most promising for higher integration and larger capacity, that is, a technique for storing a plurality of data (bits) in one memory cell. To provide a semiconductor memory device which is easy to use and enables efficient information management even when a technique of block partitioning of a memory cell array is applied. Further, a memory erasing method using the same and a memory erasing method using the same are provided. An object of the present invention is to provide a recording medium on which the method is recorded.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、3値以上の所定値の取り得る状態のうちの1つを記
憶情報として記憶可能とされた多値型のメモリセルが複
数配置されてなり、所定の前記メモリセルが集合してな
るメモリセルブロックに区分けされ、当該メモリセルブ
ロック毎に独立に前記記憶情報の消去がなされるように
構成されたメモリセルアレイを備えている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor memory device comprising a plurality of multi-valued memory cells capable of storing, as storage information, one of three or more possible states. And a memory cell array which is divided into memory cell blocks each of which is composed of the predetermined memory cells, and is configured so that the storage information is independently erased for each of the memory cell blocks.

【0006】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、所定の前記メモリセルブロックを選択する第1の
選択回路と、前記第1の選択回路により選択された前記
メモリセルブロック内において、所定の前記メモリセル
を選択する第2の選択回路とを備え、多値の前記記憶情
報を構成する各データを、前記第2の選択回路により選
択された前記メモリセルに当該データの番地に対応して
記憶するとともに、前記番地を、前記メモリセルブロッ
ク内で連続して前記各メモリセルに割り振るように構成
されている。
In one embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention, a first selection circuit for selecting a predetermined memory cell block, and a first selection circuit in the memory cell block selected by the first selection circuit. A second selection circuit for selecting the memory cell of the above, wherein each data constituting the multi-valued storage information corresponds to the address of the data in the memory cell selected by the second selection circuit. And the addresses are successively allocated to the respective memory cells in the memory cell block.

【0007】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記番地を、前記メモリセル毎に連続するように
割り振る。
In one embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention, the addresses are allocated so as to be continuous for each of the memory cells.

【0008】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記各メモリセルブロックにその記憶容量分の前
記番地を割り当て、当該番地を当該メモリセルブロック
の前記各メモリセルに記憶される前記記憶情報を構成す
る前記各データに任意に分配し、前記各メモリセルに割
り振る。
In one embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention, the addresses corresponding to the storage capacity are assigned to the respective memory cell blocks, and the addresses are stored in the respective memory cells of the memory cell block. The information is arbitrarily distributed to the respective data constituting the information and allocated to the respective memory cells.

【0009】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記メモリセルは、ゲート、ソース及びドレイン
を有し、前記ソースと前記ドレインとの間のチャネル領
域上に形成されたトンネル絶縁膜と前記ゲートとの間に
誘電体膜を介して島状の浮遊ゲートを有しており、前記
ゲート、前記ソース及び前記ドレインにそれぞれ所定電
圧を印加することによってしきい値電圧を設定し、前記
しきい値電圧に対応した記憶情報を記憶する。
In one embodiment of the semiconductor memory device of the present invention, the memory cell has a gate, a source, and a drain, and a tunnel insulating film formed on a channel region between the source and the drain. An island-shaped floating gate is provided between the gate and the gate via a dielectric film, and a threshold voltage is set by applying a predetermined voltage to each of the gate, the source, and the drain. The storage information corresponding to the threshold voltage is stored.

【0010】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記メモリセルブロック毎に、当該メモリセルブ
ロックの前記各メモリセルの前記ソースと接続されてな
る消去用トランジスタが設けられている。
In one embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention, an erasing transistor connected to the source of each of the memory cells of the memory cell block is provided for each of the memory cell blocks.

【0011】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記メモリセルは、信号電荷を蓄積するメモリキ
ャパシタと、前記メモリキャパシタを選択するためのア
クセストランジスタとを有して構成されており、前記メ
モリキャパシタに所定の基準電圧を印加することにより
電荷蓄積状態を設定し、前記基準電圧に対応した記憶情
報を記憶する。
In one embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention, the memory cell includes a memory capacitor for storing signal charges, and an access transistor for selecting the memory capacitor. A charge accumulation state is set by applying a predetermined reference voltage to the memory capacitor, and storage information corresponding to the reference voltage is stored.

【0012】本発明の半導体記憶装置の一態様例におい
ては、前記記憶情報がバイナリデータである。
In one embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention, the storage information is binary data.

【0013】本発明の半導体記憶装置の一態様例は、前
記メモリセルの不良メモリセルを救済するための複数の
メモリセルを有する冗長メモリ回路を更に有する。
One embodiment of the semiconductor memory device of the present invention further includes a redundant memory circuit having a plurality of memory cells for relieving a defective memory cell of the memory cell.

【0014】本発明の半導体記憶装置の記憶消去方法
は、3値以上の所定値のデータからなる記憶情報を記憶
可能とされた多値型のメモリセルが複数配置されてな
り、所定の前記メモリセルが集合してなるメモリセルブ
ロックに区分けされたメモリセルアレイを備えた半導体
記憶装置の記憶消去方法であって、前記記憶情報の消去
時には、複数の前記メモリセルブロックのうちの少なく
とも所定の1つを選択する第1のステップと、前記第1
のステップで選択した前記メモリセルブロックを構成す
る前記各メモリセルの前記記憶情報を一斉に消去する第
2のステップとを順次実行する。
According to a storage erasing method of a semiconductor memory device of the present invention, a plurality of multi-valued memory cells capable of storing storage information composed of data of three or more predetermined values are arranged, and the predetermined memory is provided. A memory erasing method for a semiconductor memory device including a memory cell array divided into memory cell blocks in which cells are aggregated, wherein at least one of a plurality of memory cell blocks is erased when erasing the storage information. A first step of selecting
And the second step of simultaneously erasing the storage information of each of the memory cells constituting the memory cell block selected in the step (b).

【0015】本発明の半導体記憶装置の記憶消去方法の
一態様例は、多値の前記記憶情報を構成する各データを
前記メモリセルに当該データの番地に対応して記憶させ
るとともに、前記番地を前記メモリセルブロック内で連
続するように前記各メモリセルに割り振る第3のステッ
プを更に有する。
In one embodiment of the storage erasing method of the semiconductor memory device according to the present invention, each of the data forming the multi-valued storage information is stored in the memory cell corresponding to the address of the data, and the address is stored in the memory cell. The method further includes a third step of allocating the memory cells so as to be continuous in the memory cell block.

【0016】本発明の半導体記憶装置の記憶消去方法の
一態様例においては、前記番地を、前記メモリセル毎に
連続するように割り振る。
In one embodiment of the storage erasing method for a semiconductor memory device according to the present invention, the addresses are allocated so as to be continuous for each of the memory cells.

【0017】本発明の半導体記憶装置の記憶消去方法の
一態様例においては、前記各メモリセルブロックにその
記憶容量分の前記番地を割り当て、当該番地を当該メモ
リセルブロックの前記各メモリセルに記憶される前記記
憶情報を構成する前記各データに任意に分配し、前記各
メモリセルに割り振る。
In one embodiment of the storage erasing method of the semiconductor memory device according to the present invention, the addresses corresponding to the storage capacity are assigned to the respective memory cell blocks, and the addresses are stored in the respective memory cells of the memory cell block. Arbitrarily distributed to the respective data constituting the stored information to be allocated to the respective memory cells.

【0018】本発明の半導体記憶装置の記憶消去方法の
一態様例においては、前記メモリセルは、ゲート、ソー
ス及びドレインを有し、前記ソースと前記ドレインとの
間のチャネル領域上に形成されたトンネル絶縁膜と前記
ゲートとの間に誘電体膜を介して島状の浮遊ゲートを有
しており、前記ゲート、前記ソース及び前記ドレインに
それぞれ所定電圧を印加することによってしきい値電圧
を設定し、前記しきい値電圧に対応した記憶情報を記憶
する。
In one embodiment of the storage erasing method for a semiconductor memory device according to the present invention, the memory cell has a gate, a source, and a drain, and is formed on a channel region between the source and the drain. An island-shaped floating gate is provided between the tunnel insulating film and the gate via a dielectric film, and a threshold voltage is set by applying a predetermined voltage to each of the gate, the source, and the drain. Then, storage information corresponding to the threshold voltage is stored.

【0019】本発明の半導体記憶装置の記憶消去方法の
一態様例においては、前記メモリセルは、信号電荷を蓄
積するメモリキャパシタと、前記メモリキャパシタを選
択するためのアクセストランジスタとを有して構成され
ており、前記メモリキャパシタに所定の基準電圧を印加
することにより電荷蓄積状態を設定し、前記基準電圧に
対応した記憶情報を記憶する。
In one embodiment of the storage erasing method for a semiconductor memory device according to the present invention, the memory cell includes a memory capacitor for storing signal charges and an access transistor for selecting the memory capacitor. The charge storage state is set by applying a predetermined reference voltage to the memory capacitor, and storage information corresponding to the reference voltage is stored.

【0020】本発明の半導体記憶装置の記憶消去方法の
一態様例においては、前記記憶情報がバイナリデータで
ある。
In one embodiment of the storage erasing method for a semiconductor memory device according to the present invention, the storage information is binary data.

【0021】本発明の記憶媒体には、記憶消去方法を構
成する前記第1及び第2のステップがコンピュータから
読み出し可能に格納されている。
In the storage medium of the present invention, the first and second steps constituting the storage erasing method are stored so as to be readable by a computer.

【0022】[0022]

【作用】本発明の半導体記憶装置においては、多値のデ
ータを記憶情報とすることに加え、メモリセルアレイを
メモリセルブロックに区分けし、メモリセルブロック毎
に独立に記憶情報の消去がなされる。ここで、各メモリ
セルに記憶させるデータの番地の割り振りを考慮しない
場合、異なるメモリセルブロック間にわたってデータが
散在することになり、任意のメモリセルブロックの記憶
消去を行った際に、物理アドレス空間でみれば記憶消去
されるメモリセルに纏まりがなく甚だしきは点在するこ
とになり、使い勝手は勿論のこと情報管理上にも問題が
ある。それに対して、本発明の半導体記憶装置では、番
地がメモリセルブロック内で連続して各メモリセルに割
り振られるため、任意のメモリセルブロックの記憶消去
を行った際に、物理アドレス空間でみても纏まった部位
が一斉に消去されることになり、使い勝手に優れ情報管
理にも便利であり、ひいては誤りの発生が抑止されて信
頼性の向上に寄与する。
In the semiconductor memory device of the present invention, in addition to using multivalued data as storage information, the memory cell array is divided into memory cell blocks, and the storage information is independently erased for each memory cell block. Here, if the assignment of the address of the data to be stored in each memory cell is not taken into account, data will be scattered between different memory cell blocks, and when erasing and storing an arbitrary memory cell block, the physical address space will be reduced. In this case, the memory cells to be stored and erased are not gathered together and are extremely scattered, which poses a problem not only in convenience but also in information management. On the other hand, in the semiconductor memory device of the present invention, the addresses are continuously allocated to the respective memory cells in the memory cell block. The grouped parts are erased all at once, which is convenient and convenient for information management, and further suppresses the occurrence of errors and contributes to the improvement of reliability.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な実
施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本
実施形態においては、記憶情報を例えば4値(=2ビッ
ト)のバイナリデータとする不揮発性半導体記憶装置で
あるEEPROM(フラッシュメモリ)について例示す
る。図1は、本実施形態のEEPROMの主要構成を模
式的に示すブロック図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, an EEPROM (flash memory) which is a nonvolatile semiconductor memory device in which storage information is binary data of, for example, four values (= 2 bits) will be described. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a main configuration of the EEPROM of the present embodiment.

【0024】本実施形態のEEPROMは、その主要構
成が、図1に示すように、複数のメモリセル11が行列
状に配されてなるメモリセルアレイ1と、所定のメモリ
セル11を選択するためのデコーダ回路2及びサブデコ
ーダ回路3と、メモリセルアレイ1とデコーダ回路2と
の間に設けられたセンスアンプ4と、デコーダ回路2に
接続されアドレス信号が入力するアドレスバッファ5
と、センスアンプ4にI/O線6で接続されバイナリデ
ータ列が入出力する入出力回路7とを備えて構成されて
いる。
The main structure of the EEPROM of this embodiment is as shown in FIG. 1, and a memory cell array 1 in which a plurality of memory cells 11 are arranged in a matrix and a memory for selecting a predetermined memory cell 11 are shown. A decoder circuit 2 and a sub-decoder circuit 3, a sense amplifier 4 provided between the memory cell array 1 and the decoder circuit 2, and an address buffer 5 connected to the decoder circuit 2 and receiving an address signal;
And an input / output circuit 7 connected to the sense amplifier 4 via an I / O line 6 for inputting / outputting a binary data string.

【0025】メモリセルアレイ1は、いくつかのメモリ
セル11からなる複数のメモリセルブロック12に区分
けされている。各メモリセルブロック12は、図2に示
すように、行列状に配されるメモリセル11を有すると
ともに、各メモリセル11のソース103と接続されて
なる消去用トランジスタ13を有している。
The memory cell array 1 is divided into a plurality of memory cell blocks 12 each composed of several memory cells 11. As shown in FIG. 2, each memory cell block 12 has memory cells 11 arranged in a matrix and has an erasing transistor 13 connected to the source 103 of each memory cell 11.

【0026】各メモリセル11は、図3に示すように、
p型のシリコン半導体基板101上において、フィール
ド酸化膜等の素子分離構造により画定された素子活性領
域102の表面領域にリン(P)や砒素(As)等のn
型不純物がイオン注入されて形成された一対の不純物拡
散層であるソース103及びドレイン104と、ソース
103とドレイン104との間のチャネル領域C上にト
ンネル酸化膜105を介してパターン形成された各々孤
立した島状の浮遊ゲート106と、浮遊ゲート106上
にONO膜等からなる誘電体膜107を介してパターン
形成されて浮遊ゲート106と容量結合する制御ゲート
108とを有して構成されている。
Each memory cell 11 has, as shown in FIG.
On a p-type silicon semiconductor substrate 101, n such as phosphorus (P) or arsenic (As) is formed on a surface region of an element active region 102 defined by an element isolation structure such as a field oxide film.
103 and a drain 104, which are a pair of impurity diffusion layers formed by ion implantation of a type impurity, and a pattern formed via a tunnel oxide film 105 on a channel region C between the source 103 and the drain 104, respectively. It has an isolated island-shaped floating gate 106 and a control gate 108 which is patterned on the floating gate 106 via a dielectric film 107 such as an ONO film and is capacitively coupled to the floating gate 106. .

【0027】デコーダ回路2は、メモリセルアレイ1を
構成する複数のメモリセルブロック12のうちから所定
のメモリセルブロック12を選択するための回路であ
り、例えば後述の行サブデコーダと接続された行デコー
ダと、列サブデコーダと接続された列デコーダとから構
成される。このデコーダ回路2は、各メモリセルブロッ
ク12の消去用トランジスタ13と接続されており、デ
コーダ回路2による消去用トランジスタ13の駆動によ
って、後述するように選択したメモリセルブロック12
毎に独立のメモリセル11の記憶情報の一斉消去を行う
ことができる。
The decoder circuit 2 is a circuit for selecting a predetermined memory cell block 12 from a plurality of memory cell blocks 12 constituting the memory cell array 1. For example, a row decoder connected to a row sub-decoder described later And a column decoder connected to the column sub-decoder. The decoder circuit 2 is connected to the erasing transistor 13 of each memory cell block 12 and drives the erasing transistor 13 by the decoder circuit 2 so that the selected memory cell block 12 will be described later.
The storage information of the independent memory cell 11 can be simultaneously erased every time.

【0028】サブデコーダ回路3は、各メモリセルブロ
ック12の複数のワード線(制御ゲート8)と接続され
た行サブデコーダと、当該メモリセルブロック12の複
数のビット線と接続された列サブデコーダとから構成さ
れており、メモリセルブロック12内の所定のメモリセ
ル11を選択し、記憶情報の書き込み及び読み出しを行
うための回路である。
The sub-decoder circuit 3 includes a row sub-decoder connected to a plurality of word lines (control gates 8) of each memory cell block 12, and a column sub-decoder connected to a plurality of bit lines of the memory cell block 12. This is a circuit for selecting a predetermined memory cell 11 in the memory cell block 12 and writing and reading storage information.

【0029】各メモリセルブロック12の脇には、冗長
メモリ回路14が設けられている。この冗長メモリ回路
14は、メモリセルブロック12に複数配置されている
メモリセル11が不良メモリセルとなったときに、その
メモリセル11を救済するための複数のメモリセルを有
するメモリセルアレイを備えている。
A redundant memory circuit 14 is provided beside each memory cell block 12. The redundant memory circuit 14 includes a memory cell array having a plurality of memory cells for relieving the memory cells 11 when a plurality of memory cells 11 arranged in the memory cell block 12 become defective memory cells. I have.

【0030】例えば、あるメモリセルブロック12のあ
るメモリセル11が不良メモリセルとなった場合、この
不良メモリセルを、デコーダ回路12の切替手段により
冗長メモリ回路14のメモリセルに切り替えることで、
当該不良メモリセルを良好なメモリセルと交換する。
For example, when a certain memory cell 11 of a certain memory cell block 12 becomes a defective memory cell, this defective memory cell is switched to a memory cell of the redundant memory circuit 14 by the switching means of the decoder circuit 12.
Replace the defective memory cell with a good memory cell.

【0031】即ち、不良メモリセルに置き換えられた冗
長メモリ回路14のメモリセルは、不良メモリセルを有
するメモリセルブロック12内の仮想メモリセルとして
機能することになる。従って、不良メモリセルに置き換
えられた冗長メモリ回路14のメモリセルにおいては、
不良メモリセルを有するメモリセルブロック12の記憶
消去時に共に記憶データが消去される。また、消去時に
は、メモリセル11(仮想メモリセルも含む)の記憶デ
ータの番地に対応して記憶するとともに、前記番地をメ
モリセルブロック12内で連続して各メモリセルに割り
振られる。即ち、不良メモリセルに割り振られる番地
が、冗長メモリ回路14のメモリセルに割り振られるこ
とになる。
That is, the memory cell of the redundant memory circuit 14 replaced with the defective memory cell functions as a virtual memory cell in the memory cell block 12 having the defective memory cell. Therefore, in the memory cell of the redundant memory circuit 14 replaced with the defective memory cell,
The stored data is erased together with the memory erase of the memory cell block 12 having the defective memory cell. At the time of erasing, the data is stored in correspondence with the address of the storage data of the memory cell 11 (including the virtual memory cell), and the address is continuously allocated to each memory cell in the memory cell block 12. That is, the address assigned to the defective memory cell is assigned to the memory cell of the redundant memory circuit 14.

【0032】サブデコーダ回路3のうち、読み出し手段
3aの主要構成を図4に示す。この読み出し手段は、各
メモリセル11と接続され、しきい値電圧がそれぞれ
2.5V,3.5V,1.5Vのリファレンストランジ
スタTr1,Tr2,Tr3を備えて構成されている。
ここで、各メモリセル11のビット線がセンスアンプ2
1の+端子に、トランジスタTr1がセンスアンプ21
の−端子にそれぞれ接続されているとともに、各メモリ
セル11のビット線がセンスアンプ22の+端子に、ト
ランジスタTr2,Tr3がセンスアンプ22の−端子
にそれぞれ接続されている。この読み出し手段の回路構
成においては、初めに出力端子D1から記憶情報の上位
ビットが、続いて出力端子D0から記憶情報の下位ビッ
トがそれぞれ順次出力される。
FIG. 4 shows the main configuration of the reading means 3a in the sub-decoder circuit 3. The read means is connected to each memory cell 11 and includes reference transistors Tr1, Tr2, Tr3 having threshold voltages of 2.5 V, 3.5 V, and 1.5 V, respectively.
Here, the bit line of each memory cell 11 is connected to the sense amplifier 2
The transistor Tr1 is connected to the sense amplifier 21
, The bit line of each memory cell 11 is connected to the + terminal of the sense amplifier 22, and the transistors Tr2 and Tr3 are connected to the-terminals of the sense amplifier 22, respectively. In the circuit configuration of the reading means, first, the upper bits of the storage information are sequentially output from the output terminal D1, and then the lower bits of the storage information are sequentially output from the output terminal D0.

【0033】このEEPROMは、図5に示すように、
各メモリセル11に、4値(1V,2V,3V,4V)
の各しきい値電圧に対応した記憶情報が記憶可能とされ
ており、しきい値電圧が大きくなるほど記憶情報の値も
大きくなるように、4値(”00”,”01”,”1
0”,”11”)の記憶情報が記憶可能とされている。
This EEPROM, as shown in FIG.
Each memory cell 11 has four values (1 V, 2 V, 3 V, 4 V)
The storage information corresponding to each of the threshold voltages can be stored, and the four values (“00”, “01”, “1”) are set so that the value of the storage information increases as the threshold voltage increases.
0 ”,“ 11 ”) can be stored.

【0034】本実施形態のEEPROMにおいては、メ
モリセルアレイ1の各メモリセルブロック12毎に、当
該メモリセルブロック12内でアドレス(番地)が連続
するように規定されている。
In the EEPROM of the present embodiment, for each memory cell block 12 of the memory cell array 1, the address (address) is specified to be continuous in the memory cell block 12.

【0035】いくつかの具体例を図6に示す。この図6
では、2つの多値(4値)メモリセル11で各メモリセ
ルブロック12を代表し、2つのメモリセルブロック1
2でメモリセルアレイ1を代表している。先ず第1の手
法として、図6(a)に示すように、各メモリセルブロ
ック12内において、前記各メモリセル11に記憶され
る記憶情報A、B及びC、Dを構成する各データ(A
1,A2)、(B1,B2)、(C1,C2)及び(D
1,D2)を、当該メモリセル11毎に連続するように
アドレス〜及び〜を割り振る。なお、(A1,
A2)は1つのメモリセル11の4値のデータ(00,
01,10,11)のうちの1つを表しており、例えば
データが”01”である場合には、A1が0でA2が1
となる。(B1,B2)、(C1,C2)及び(D1,
D2)についても同様である。
Some specific examples are shown in FIG. This figure 6
In the example, two multi-level (quaternary) memory cells 11 represent each memory cell block 12 and two memory cell blocks 1
2 represents the memory cell array 1. First, as a first method, as shown in FIG. 6A, in each memory cell block 12, each data (A) constituting storage information A, B, C, and D stored in each memory cell 11 is stored.
1, A2), (B1, B2), (C1, C2) and (D
1, D2) are assigned so that addresses 及 び and す る are consecutive for each memory cell 11 concerned. (A1,
A2) is quaternary data (00, 00) of one memory cell 11.
01, 10, 11). For example, when the data is “01”, A1 is 0 and A2 is 1
Becomes (B1, B2), (C1, C2) and (D1,
The same applies to D2).

【0036】更に、第2の手法として、図6(b)に示
すように、各メモリセルブロック12にその記憶容量分
のアドレス〜及び〜を割り当て、そのアドレス
を当該メモリセルブロック12の各メモリセル11に記
憶されるデータ(A1,A2)、(B1,B2)、(C
1,C2)及び(D1,D2)に任意に分配し、前記各
メモリセル11に割り振る。ここでは一例として、各メ
モリセルブロック12毎に、先ずメモリセル11の下位
ビットにアドレス(,及び,)を割り振り、残
りのアドレス(,及び,)を上位ビットに割り
振る。勿論、割り振り方を下位ビットと上位ビットで逆
にしてもよい。
Further, as a second method, as shown in FIG. 6B, addresses 〜 and 分 の corresponding to the storage capacity are assigned to each memory cell block 12, and the address is assigned to each memory of the memory cell block 12. Data (A1, A2), (B1, B2), (C
1, C2) and (D1, D2), and is allocated to each of the memory cells 11. Here, as an example, for each memory cell block 12, first, addresses (and, and) are allocated to lower bits of the memory cells 11, and the remaining addresses (and and) are allocated to upper bits. Of course, the allocation may be reversed between the lower bits and the upper bits.

【0037】次に、本実施形態のEEPROMの使用方
法について説明する。先ず、このEEPROMを用いた
書き込み方法について述べる。書き込み時には、アドレ
スバッファ5からのアドレス信号に従ってデコーダ回路
2によりメモリセルブロック12を選択し、続いてサブ
デコーダ回路3により当該メモリセルブロック12中か
らメモリセル11を選択した後、入出力回路7からのバ
イナリデータ列を記憶情報とし、以下に示すように当該
メモリセル11の書き込み動作を行う。
Next, a method of using the EEPROM of this embodiment will be described. First, a writing method using the EEPROM will be described. At the time of writing, the memory cell block 12 is selected by the decoder circuit 2 according to the address signal from the address buffer 5, and the memory cell 11 is selected from the memory cell block 12 by the sub-decoder circuit 3. And the write operation of the memory cell 11 is performed as described below.

【0038】先ず、記憶情報”11”を書き込む場合、
メモリセルのドレイン104を接地電位とし、ソース1
03を開放し、制御ゲート108に22V程度を印加す
る。このとき、ドレイン104から電子がトンネル酸化
膜105を通して浮遊ゲート106に注入され、しきい
値電圧(VT )が正方向へシフトする。そして、メモリ
セルのしきい値電圧が4V程度に上昇する。この記憶状
態を”11”とする。
First, when writing the storage information "11",
The drain 104 of the memory cell is set to the ground potential, and the source 1
03 is opened, and about 22 V is applied to the control gate 108. At this time, electrons are injected from the drain 104 into the floating gate 106 through the tunnel oxide film 105, and the threshold voltage (V T ) shifts in the positive direction. Then, the threshold voltage of the memory cell increases to about 4V. This storage state is set to “11”.

【0039】次に、記憶情報”10”を書き込む場合、
メモリセルのドレイン104を接地電位として、ソース
103を開放し、制御ゲート108に20V程度を印加
する。このとき、ドレイン104から電子がトンネル酸
化膜105を通して浮遊ゲート106に注入され、メモ
リセルのしきい値電圧が3V程度となる。この記憶状態
を”10”とする。
Next, when writing the storage information "10",
The drain 103 of the memory cell is set to the ground potential, the source 103 is opened, and about 20 V is applied to the control gate 108. At this time, electrons are injected from the drain 104 into the floating gate 106 through the tunnel oxide film 105, and the threshold voltage of the memory cell becomes about 3V. This storage state is set to “10”.

【0040】次に、記憶情報”01”を書き込む場合、
メモリセルのドレイン104を接地電位として、ソース
103を開放し、制御ゲート108に18V程度を印加
する。このとき、ドレイン104から電子がトンネル酸
化膜105を通して浮遊ゲート106に注入され、メモ
リセルのしきい値電圧が2V程度となる。この記憶状態
を”01”とする。
Next, when writing the storage information "01",
With the drain 104 of the memory cell at the ground potential, the source 103 is opened, and about 18 V is applied to the control gate 108. At this time, electrons are injected from the drain 104 into the floating gate 106 through the tunnel oxide film 105, and the threshold voltage of the memory cell becomes about 2V. This storage state is set to “01”.

【0041】次に、記憶情報”00”を書き込む場合、
メモリセルのドレイン104に10V程度を印加して、
ソース103を開放し、制御ゲート108を接地電位と
する。このとき、浮遊ゲート106に注入されていた電
子がドレイン104から引き抜かれ、メモリセルのしき
い値電圧が1V程度となる。この記憶状態を”00”と
する。
Next, when writing the storage information "00",
Applying about 10 V to the drain 104 of the memory cell,
The source 103 is opened, and the control gate 108 is set to the ground potential. At this time, the electrons injected into the floating gate 106 are extracted from the drain 104, and the threshold voltage of the memory cell becomes about 1V. This storage state is set to “00”.

【0042】次いで、このEEPROMを用いた読み出
し方法について説明する。読み出し時には、アドレスバ
ッファ5からのアドレス信号に従ってデコーダ回路2に
よりメモリセルブロック12を選択し、続いてサブデコ
ーダ回路3により当該メモリセルブロック12中からメ
モリセル11を選択した後、以下に示すように当該メモ
リセル11の読み出し動作を行う。図7は、読み出し動
作の各ステップを示すフローチャートである。
Next, a reading method using the EEPROM will be described. At the time of reading, the memory cell block 12 is selected by the decoder circuit 2 in accordance with the address signal from the address buffer 5, and subsequently the memory cell 11 is selected from the memory cell block 12 by the sub-decoder circuit 3, and as shown below. The read operation of the memory cell 11 is performed. FIG. 7 is a flowchart showing each step of the read operation.

【0043】選択されたメモリセル11から読み出され
る記憶情報は、図5に示すように、しきい値電圧
(VT )が1V程度、2V程度、3V程度及び4V程度
の4つのピーク(4値)をもった分布を示す。図5中
で、R1と表示された範囲にしきい値電圧VT が検出さ
れた場合には記憶状態が”00”であり、R2と表示さ
れた範囲にしきい値電圧VT が検出された場合には記憶
状態が”01”である。また、R3と表示された範囲に
しきい値電圧VT が検出された場合には記憶状態が”1
0”であり、R4と表示された範囲にしきい値電圧VT
が検出された場合には記憶状態が”11”である。
As shown in FIG. 5, the stored information read from the selected memory cell 11 has four peaks (quaternary values) having a threshold voltage (V T ) of about 1 V, about 2 V, about 3 V, and about 4 V. ) Is shown. In FIG. 5, when the threshold voltage VT is detected in the range indicated by R1, the storage state is "00", and when the threshold voltage VT is detected in the range indicated by R2. Has a storage state of “01”. When the threshold voltage VT is detected in the range indicated by R3, the storage state is changed to "1".
0 ", and the threshold voltage V T falls within the range indicated by R4.
Is detected, the storage state is "11".

【0044】従って、先ず、記憶状態が「R1或いはR
2」と「R3或いはR4」との何れにあるか、即ちメモ
リセル11に記憶された記憶情報の上位ビットが”0”
と”1”との何れであるかをトランジスタTr1を用い
て判定する。この場合、図7に示すように、ソース3及
びドレイン4とゲート電極6に5V程度を印加し(ステ
ップS1)、ドレイン電流をセンスアンプ21で検出
し、しきい値電圧VT とトランジスタTr1のしきい値
電圧との大小関係を判定する(ステップS2)。このと
き、しきい値電圧VT がトランジスタTr1のしきい値
電圧より大きい場合、即ち、メモリセルのチャネル領域
Cに流れる電流よりトランジスタTr1の電流が大きい
場合には上位ビットが”1”であると判定され、しきい
値電圧VTがトランジスタTr1のしきい値電圧より小
さい場合、即ち、トランジスタTr1に流れる電流より
メモリセル11に流れる電流が大きい場合には上位ビッ
トが”0”であると判定されて、記憶情報の上位ビット
として下位ビットに先立って出力端子D1から出力され
る(ステップS3,ステップS4)。
Therefore, first, the storage state is "R1 or R1".
2 ”or“ R3 or R4 ”, that is, the upper bit of the storage information stored in the memory cell 11 is“ 0 ”.
The determination is made using the transistor Tr1. In this case, as shown in FIG. 7, the order of 5V is applied to the source 3 and drain 4 and a gate electrode 6 (step S1), the detecting the drain current in the sense amplifier 21, the threshold voltage V T and the transistor Tr1 The magnitude relationship with the threshold voltage is determined (step S2). At this time, if the threshold voltage V T is larger than the threshold voltage of the transistor Tr1, that is, if more current flowing through the channel region C of the memory cell current of the transistor Tr1 is large upper bit is "1" and it is determined, if the threshold voltage V T is smaller than the threshold voltage of the transistor Tr1, that is, if when the current flowing through the memory cell 11 than the current flowing through the transistor Tr1 is larger upper bit is "0" It is determined and output from the output terminal D1 as the upper bit of the storage information prior to the lower bit (step S3, step S4).

【0045】次いで、しきい値電圧VT がトランジスタ
Tr1のしきい値電圧より大きい場合には、同様の読み
出し動作をトランジスタTr2を用い、メモリセル11
に流れる電流とトランジスタTr2に流れる電流とを比
較し(ステップS5)、しきい値電圧VT がトランジス
タTr1のしきい値電圧より小さい場合には、同様の読
み出し動作をトランジスタTr3を用いて判定する(ス
テップS6)。
[0045] Then, if the threshold voltage V T is larger than the threshold voltage of the transistor Tr1, the transistor Tr2 with the same read operation, the memory cell 11
Comparing the current flowing through the current and the transistor Tr2 flows to (step S5), and if the threshold voltage V T is smaller than the threshold voltage of the transistor Tr1 determines similar read operation using the transistor Tr3 (Step S6).

【0046】ステップS5において、しきい値電圧VT
がトランジスタTr1のしきい値電圧より大きく、上述
の読み出し動作でしきい値電圧VT がトランジスタTr
2のしきい値電圧より大きい場合には、メモリセル11
に記憶された記憶情報の下位ビットは”1”であると判
定され、出力端子D0から出力される(ステップS
7)。従ってこの場合、メモリセル11から読み出され
た記憶情報は”11”となる。
In step S5, the threshold voltage V T
There greater than the threshold voltage of the transistors Tr1, the threshold voltage V T is the transistor Tr in the aforementioned read operation
2, the memory cell 11
Is determined to be "1", and is output from the output terminal D0 (step S5).
7). Therefore, in this case, the storage information read from the memory cell 11 is “11”.

【0047】一方、ステップS5において、しきい値電
圧VT がトランジスタTr2のしきい値電圧より小さい
場合には、メモリセル11に記憶された記憶情報は”1
0”であると判定され、出力端子D0から出力される
(ステップS8)。従ってこの場合、メモリセル11か
ら読み出された記憶情報は”10”となる。
Meanwhile, in step S5, if the threshold voltage V T is smaller than the threshold voltage of the transistor Tr2 is stored information stored in the memory cell 11 is "1
It is determined to be "0" and output from the output terminal D0 (step S8) .Therefore, in this case, the storage information read from the memory cell 11 is "10".

【0048】また、ステップS6において、しきい値電
圧VT がトランジスタTr1のしきい値電圧より小さい
場合、即ちトランジスタTr1の電流よりもメモリセル
11の電流が大きい場合には、次にトランジスタTr3
のしきい値電圧と比較し、メモリセル11のしきい値電
圧が大きい場合、下位ビットが”1”と判定され、記憶
情報の下位ビットとして出力端子D0から出力される
(ステップS9)。従ってこの場合、メモリセル11か
ら読み出された記憶情報は”01”となる。
[0048] Further, in step S6, if the threshold voltage V T is smaller than the threshold voltage of the transistor Tr1, that is, when the current of the memory cell 11 is greater than the current of the transistor Tr1, then transistor Tr3
If the threshold voltage of the memory cell 11 is higher than the threshold voltage of the memory cell 11, the lower bit is determined to be "1" and is output from the output terminal D0 as the lower bit of the storage information (step S9). Therefore, in this case, the storage information read from the memory cell 11 is “01”.

【0049】一方、上述の読み出し動作でしきい値電圧
T がトランジスタTr1のしきい値電圧より小さい場
合、即ちトランジスタTr1の電流よりもメモリセル1
1の電流が大きい場合には、次にトランジスタTr3の
しきい値電圧と比較し、メモリセルのしきい値電圧が小
さい場合、下位ビットが”0”と判定され、記憶情報の
下位ビットとして出力端子D0から出力される(ステッ
プS10)。従ってこの場合、メモリセル11から読み
出された記憶情報は”00”となる。
Meanwhile, when the threshold voltage V T in the above reading operation is smaller than the threshold voltage of the transistor Tr1, i.e. the memory cell 1 than the current of the transistor Tr1
If the current of 1 is large, it is compared with the threshold voltage of the transistor Tr3. If the threshold voltage of the memory cell is small, the lower bit is determined to be "0" and output as the lower bit of the storage information. The signal is output from the terminal D0 (step S10). Therefore, in this case, the storage information read from the memory cell 11 is “00”.

【0050】次いで、このEEPROMを用いた記憶消
去方法について説明する。記憶消去時には、アドレスバ
ッファ5からのアドレス信号に従ってデコーダ回路2に
より所定のメモリセルブロック12を選択し、その消去
用トランジスタ13を駆動して当該メモリセルブロック
12の各メモリセル11の記憶情報を一斉に消去する。
なお、記憶消去時にデコーダ回路2により選択するメモ
リセルブロック12は1つに限定されず、複数のメモリ
セルブロック12を選択して同時に記憶消去を行うよう
にしてもよい。
Next, a storage erasing method using the EEPROM will be described. At the time of storage erasure, a predetermined memory cell block 12 is selected by the decoder circuit 2 in accordance with the address signal from the address buffer 5, and the erasing transistor 13 is driven to simultaneously store the storage information of each memory cell 11 of the memory cell block 12. To erase.
Note that the number of memory cell blocks 12 selected by the decoder circuit 2 at the time of memory erasure is not limited to one, and a plurality of memory cell blocks 12 may be selected to perform memory erasure at the same time.

【0051】ここで、上述したように、本実施形態のE
EPROMにおいては、例えば図6(a),(b)の如
く、メモリセルアレイ1の各メモリセルブロック12毎
に、当該メモリセルブロック12内のアドレスが連続す
るように規定されている。ここで、メモリセルブロック
12から構成されるメモリセルアレイ1の物理アドレス
空間の一例を図8に示す。ここでは、メモリセルアレイ
1の全体の記憶容量を16Mビット(2Mバイト)、各
メモリセルブロック12の記憶容量を2Mビットとす
る。このように、所定のメモリセルブロック12の記憶
消去が行われた場合、当該メモリセルブロック12内の
アドレスが連続しているため、このメモリセルブロック
12が物理アドレス空間では図中斜線で示す領域Rに対
応しており、記憶消去がなされるメモリセル11が散在
することなく領域R内の2Mビット分のメモリセル11
が一斉に消去されることになる。
Here, as described above, E of the present embodiment
In the EPROM, for example, as shown in FIGS. 6A and 6B, for each memory cell block 12 of the memory cell array 1, the address in the memory cell block 12 is defined to be continuous. Here, an example of the physical address space of the memory cell array 1 composed of the memory cell blocks 12 is shown in FIG. Here, the total storage capacity of the memory cell array 1 is 16 Mbits (2 Mbytes), and the storage capacity of each memory cell block 12 is 2 Mbits. As described above, when data is erased from a predetermined memory cell block 12, the addresses in the memory cell block 12 are continuous. R, and the memory cells 11 for 2M bits in the region R are not scattered.
Will be deleted all at once.

【0052】ここで、本実施形態の比較例として、アド
レスの割り振りに本例のような考慮をしない場合につい
て説明する。現在、多値メモリにメモリセルブロック毎
の分割記憶消去を適用される技術は案出されていない
が、仮に存在したとすれば、例えば図9に示すようにア
ドレスの割り振りが行われるであろう。即ち、異なるメ
モリセルブロック間に渡って(換言すれば、メモリセル
アレイ1の全体に渡って)、各メモリセル11の下位ビ
ットに先ずアドレス(〜)を割り振り、残りのアド
レス(〜)を上位ビットに割り振る。勿論、割り振
り方を下位ビットと上位ビットで逆にしてもよい。
Here, as a comparative example of this embodiment, a case will be described in which address assignment is not considered as in this example. At present, no technique has been devised for applying divided storage and erasure for each memory cell block to a multi-valued memory, but if it exists, addresses will be allocated as shown in FIG. 9, for example. . That is, an address (〜) is first allocated to lower bits of each memory cell 11 over different memory cell blocks (in other words, over the entire memory cell array 1), and the remaining addresses (〜) are assigned to upper bits. Allocate to. Of course, the allocation may be reversed between the lower bits and the upper bits.

【0053】この比較例の場合、所定のメモリセルブロ
ック12の記憶消去が行われた場合、物理アドレス空間
では記憶消去がなされるメモリセル11が散在してお
り、ユーザにとって極めて使い難いことになろう。
In the case of this comparative example, when data is erased from a predetermined memory cell block 12, memory cells 11 to be erased are scattered in the physical address space, which makes it extremely difficult for a user to use. Would.

【0054】即ち、本実施形態のEEPROMにおいて
は、多値のデータを記憶情報とすることに加え、メモリ
セルアレイ1をメモリセルブロック12に区分けし、メ
モリセルブロック12毎に独立に記憶情報の消去がなさ
れる。ここで、各メモリセル11に記憶させるデータの
アドレスの割り振りを考慮しない場合、異なるメモリセ
ルブロック間にわたってデータが散在することになり、
任意のメモリセルブロックの記憶消去を行った際に、物
理アドレス空間でみれば記憶消去されるメモリセルに纏
まりがなく甚だしきは点在することになり、使い勝手は
勿論のこと情報管理上にも問題がある。それに対して、
本発明のEEPROMでは、アドレスがメモリセルブロ
ック12内で連続して各メモリセル11に割り振られる
ため、任意のメモリセルブロック12の記憶消去を行っ
た際に、物理アドレス空間でみても纏まった部位が一斉
に消去されることになり、使い勝手に優れ情報管理にも
便利であり、ひいては誤りの発生が抑止されて信頼性の
向上に寄与する。
That is, in the EEPROM of this embodiment, in addition to using multi-valued data as storage information, the memory cell array 1 is divided into memory cell blocks 12, and the storage information is independently erased for each memory cell block 12. Is made. Here, if the assignment of the address of the data to be stored in each memory cell 11 is not considered, the data is scattered between different memory cell blocks,
When an arbitrary memory cell block is stored and erased, the memory cells to be stored and erased in the physical address space are not united and are scattered, which is a problem not only in convenience but also in information management. There is. On the other hand,
In the EEPROM of the present invention, since addresses are successively allocated to the respective memory cells 11 in the memory cell block 12, when an arbitrary memory cell block 12 is stored and erased, it is possible to collectively read the physical address space. Are erased all at once, which is convenient and convenient for information management, and further suppresses the occurrence of errors, thereby contributing to improvement in reliability.

【0055】なお、本実施形態では、記憶情報が4値
(2ビット)の場合について説明したが、本発明は勿論
これに限定されるものではない。例えば、記憶状態を3
ビット(8値)とする場合、8種のしきい値電圧を記憶
状態”000”,”001”,”010”,”01
1”,”100”,”101”,”110”,”11
1”に対応させ、読み出し時に所定の判定動作により前
記8種のうちから1つの記憶状態を特定すればよい。更
に、記憶情報がバイナリデータでなく、例えば0,1,
2で構成される情報とする場合、記憶状態を”0”,”
1”,”2”としたり、”00”,”01”,”0
2”,”10”,”11”,”12”,”20”,”2
1”,”22”とすることも可能である。このような場
合では、前者では記憶状態を3値、後者では9値と表現
することになろう。
In the present embodiment, the case where the stored information is quaternary (two bits) has been described, but the present invention is not limited to this. For example, if the storage state is 3
In the case of bits (8 values), eight threshold voltages are stored in the storage states “000”, “001”, “010”, “01”.
1 "," 100 "," 101 "," 110 "," 11
1 ", and one of the eight storage states may be specified by a predetermined determination operation at the time of reading. Further, the storage information is not binary data, but may be 0, 1, or the like.
2, the storage state is “0”,
1 ”,“ 2 ”,“ 00 ”,“ 01 ”,“ 0 ”
2 "," 10 "," 11 "," 12 "," 20 "," 2
It is also possible to use 1 "and" 22 ". In such a case, the former will express the storage state as ternary, and the latter as ninth.

【0056】また、本発明はEEPROMに限定される
ものでもなく、例えば、信号電荷を蓄積するメモリキャ
パシタと、メモリキャパシタを選択するためのアクセス
トランジスタとを有して構成されており、メモリキャパ
シタに所定の基準電圧を印加することにより電荷蓄積状
態を設定し、基準電圧に対応した記憶情報を記憶する揮
発性メモリである多値型のDRAMにも適用可能であ
る。更に、この多値化は、EEPROMやDRAMのみ
ならず、その他諸々の半導体メモリにも適用可能であ
る。
Further, the present invention is not limited to the EEPROM, but includes, for example, a memory capacitor for storing signal charges and an access transistor for selecting the memory capacitor. The present invention is also applicable to a multi-valued DRAM which is a volatile memory that sets a charge accumulation state by applying a predetermined reference voltage and stores storage information corresponding to the reference voltage. Further, this multi-level conversion is applicable not only to EEPROMs and DRAMs but also to various other semiconductor memories.

【0057】更に、本実施形態おいて説明した書き込み
方法や読み出し方法、そして特に記憶消去方法の機能を
実現するように、各種のデバイスを動作させるためのプ
ログラムコード自体及びそのプログラムコードをコンピ
ュータに供給するための手段、例えばかかるプログラム
コードを格納した記憶媒体31は本発明の範疇に属す
る。
Further, the program code itself for operating various devices and the program code are supplied to a computer so as to realize the functions of the writing method and the reading method, and particularly the storage and erasing method described in the present embodiment. For example, the storage medium 31 storing such program code belongs to the category of the present invention.

【0058】記憶媒体31は、記憶再生装置32によ
り、そこに格納されているプログラムコードが読みださ
れてコンピュータを動作させる。なお、かかるプログラ
ムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピ
ーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディ
スク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカ
ード、ROM等を用いることができる。
The storage medium 31 reads out the program code stored in the storage / reproduction device 32 and operates the computer. As a storage medium for storing such a program code, for example, a floppy disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, or the like can be used.

【0059】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコン
ピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティング
システム)或いは他のアプリケーションソフト等の共同
して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかる
プログラムコードは本発明に含まれる。
When the computer executes the supplied program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the OS (Operating System) or other operating system running on the computer. Such a program code is also included in the present invention when the functions of the above-described embodiments are realized in cooperation with application software or the like.

【0060】更に、供給されたプログラムコードがコン
ピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された
機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、その
プログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボード
や機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一
部または全部を行い、その処理によって前述した実施形
態の機能が実現されるシステムも本発明に含まれる。
Further, after the supplied program code is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the function expansion board or the function expansion unit is specified based on the instruction of the program code. The present invention also includes a system in which a CPU or the like provided in the system performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明によれば、半導体記憶装置の更な
る高集積化及び大容量化として最も有力視される多値
化、即ち1つのメモリセルに複数のデータ(ビット)を
記憶させる技術に、メモリセルアレイのブロック区分化
の技術を適用した場合でも、使い勝手に優れ効率の良い
情報管理が可能となる。
According to the present invention, a multi-valued semiconductor memory device is considered to be most promising for higher integration and higher capacity, that is, a technique for storing a plurality of data (bits) in one memory cell. In addition, even when the technique of partitioning a memory cell array into blocks is applied, it is possible to perform information management with high usability and high efficiency.

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

【図1】本発明の実施形態のEEPROMの主要構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an EEPROM according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態のEEPROMの構成要素で
あるメモリセルブロック内の様子を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a state in a memory cell block which is a component of the EEPROM according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態のEEPROMのメモリセル
の主要構成を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a main configuration of a memory cell of the EEPROM according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態のEEPROMの構成要素で
あるサブデコーダ回路のうち、読み出し手段の主要構成
を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a main configuration of a reading unit in a sub-decoder circuit which is a component of the EEPROM according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態のEEPROMにおいて、し
きい値電圧の分布を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a distribution of threshold voltages in the EEPROM of the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態のEEPROMにおいて、ア
ドレスの割り振り方を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing how to allocate addresses in the EEPROM according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態のEEPROMから4値の記
憶情報を読み出す場合の各ステップを示すフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart showing each step when reading quaternary storage information from the EEPROM according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態のEEPROMの構成要素で
あるメモリセルアレイの物理アドレス空間を示す模式図
である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a physical address space of a memory cell array which is a component of the EEPROM according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態の比較例において、アドレス
の割り振り方を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing how to allocate addresses in a comparative example of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メモリセルアレイ 2 デコーダ回路 3 サブデコーダ回路 3a 読み出し手段 4 センスアンプ 5 アドレスバッファ 6 I/O線 7 入出力回路 11 メモリセル 12 メモリセルブロック 13 消去用トランジスタ 14 冗長メモリ回路 21,22 センスアンプ 31 記憶媒体 32 記憶再生装置 101 シリコン半導体基板 102 素子形成領域 103 ソース 104 ドレイン 105 トンネル酸化膜 106 浮遊ゲート 107 誘電体膜 108 制御ゲート Tr1〜Tr3 リファレンストランジスタ REFERENCE SIGNS LIST 1 memory cell array 2 decoder circuit 3 sub-decoder circuit 3 a reading means 4 sense amplifier 5 address buffer 6 I / O line 7 input / output circuit 11 memory cell 12 memory cell block 13 erasing transistor 14 redundant memory circuit 21, 22 sense amplifier 31 storage Medium 32 Storage / reproducing device 101 Silicon semiconductor substrate 102 Element formation region 103 Source 104 Drain 105 Tunnel oxide film 106 Floating gate 107 Dielectric film 108 Control gate Tr1 to Tr3 Reference transistor

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3値以上の所定値の取り得る状態のうち
の1つを記憶情報として記憶可能とされた多値型のメモ
リセルが複数配置されてなり、所定の前記メモリセルが
集合してなるメモリセルブロックに区分けされ、当該メ
モリセルブロック毎に独立に前記記憶情報の消去がなさ
れるように構成されたメモリセルアレイを備えたことを
特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of multi-valued memory cells capable of storing one of three or more possible states as predetermined information as storage information are arranged, and the predetermined memory cells are aggregated. A semiconductor memory device comprising a memory cell array divided into memory cell blocks and configured so that the storage information is erased independently for each of the memory cell blocks.
【請求項2】 所定の前記メモリセルブロックを選択す
る第1の選択回路と、 前記第1の選択回路により選択された前記メモリセルブ
ロック内において、所定の前記メモリセルを選択する第
2の選択回路とを更に備え、 多値の前記記憶情報を構成する各データを、前記第2の
選択回路により選択された前記メモリセルに当該データ
の番地に対応して記憶するとともに、 前記番地を、前記メモリセルブロック内で連続して前記
各メモリセルに割り振るように構成されていることを特
徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
2. A first selection circuit for selecting a predetermined memory cell block, and a second selection for selecting a predetermined memory cell in the memory cell block selected by the first selection circuit. And a circuit that stores the multi-valued data constituting the storage information in the memory cell selected by the second selection circuit in correspondence with the address of the data. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said semiconductor memory device is configured to continuously allocate each of said memory cells in a memory cell block.
【請求項3】 前記番地を、前記メモリセル毎に連続す
るように割り振ることを特徴とする請求項2に記載の半
導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the addresses are allocated so as to be continuous for each of the memory cells.
【請求項4】 前記各メモリセルブロックにその記憶容
量分の前記番地を割り当て、当該番地を当該メモリセル
ブロックの前記各メモリセルに記憶される前記記憶情報
を構成する前記各データに任意に分配し、前記各メモリ
セルに割り振ることを特徴とする請求項3に記載の半導
体記憶装置。
4. An address corresponding to the storage capacity is allocated to each memory cell block, and the address is arbitrarily distributed to each data constituting the storage information stored in each memory cell of the memory cell block. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein said memory cells are allocated to each of said memory cells.
【請求項5】 前記メモリセルは、 ゲート、ソース及びドレインを有し、前記ソースと前記
ドレインとの間のチャネル領域上に形成されたトンネル
絶縁膜と前記ゲートとの間に誘電体膜を介して島状の浮
遊ゲートを有しており、 前記ゲート、前記ソース及び前記ドレインにそれぞれ所
定電圧を印加することによってしきい値電圧を設定し、
前記しきい値電圧に対応した記憶情報を記憶することを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体
記憶装置。
5. The memory cell includes a gate, a source, and a drain, and a dielectric film is interposed between the gate and a tunnel insulating film formed on a channel region between the source and the drain. A threshold voltage by applying a predetermined voltage to each of the gate, the source and the drain,
The device according to claim 1, wherein storage information corresponding to the threshold voltage is stored.
【請求項6】 前記メモリセルブロック毎に、当該メモ
リセルブロックの前記各メモリセルの前記ソースと接続
されてなる消去用トランジスタが設けられていることを
特徴とする請求項5に記載の半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory according to claim 5, wherein an erasing transistor connected to the source of each memory cell of the memory cell block is provided for each of the memory cell blocks. apparatus.
【請求項7】 前記メモリセルは、 信号電荷を蓄積するメモリキャパシタと、前記メモリキ
ャパシタを選択するためのアクセストランジスタとを有
して構成されており、 前記メモリキャパシタに所定の基準電圧を印加すること
により電荷蓄積状態を設定し、前記基準電圧に対応した
記憶情報を記憶することを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の半導体記憶装置。
7. The memory cell, comprising: a memory capacitor for storing signal charges; and an access transistor for selecting the memory capacitor, and applying a predetermined reference voltage to the memory capacitor. 5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a charge storage state is set thereby, and storage information corresponding to the reference voltage is stored. 6.
【請求項8】 前記記憶情報がバイナリデータであるこ
とを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の半
導体記憶装置。
8. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said storage information is binary data.
【請求項9】 3値以上の所定値のデータからなる記憶
情報を記憶可能とされた多値型のメモリセルが複数配置
されてなり、所定の前記メモリセルが集合してなるメモ
リセルブロックに区分けされたメモリセルアレイを備え
た半導体記憶装置の記憶消去方法であって、 前記記憶情報の消去時には、 複数の前記メモリセルブロックのうちの少なくとも所定
の1つを選択する第1のステップと、 前記第1のステップで選択した前記メモリセルブロック
を構成する前記各メモリセルの前記記憶情報を一斉に消
去する第2のステップとを順次実行することを特徴とす
る半導体記憶装置の記憶消去方法。
9. A memory cell block in which a plurality of multivalued memory cells capable of storing storage information consisting of data of three or more predetermined values are arranged, and the predetermined memory cells are aggregated. A memory erasing method for a semiconductor memory device including a divided memory cell array, wherein at the time of erasing the storage information, a first step of selecting at least one of a plurality of memory cell blocks, And a second step of simultaneously erasing the storage information of each of the memory cells constituting the memory cell block selected in the first step.
【請求項10】 多値の前記記憶情報を構成する各デー
タを前記メモリセルに当該データの番地に対応して記憶
させるとともに、前記番地を前記メモリセルブロック内
で連続するように前記各メモリセルに割り振る第3のス
テップを更に有することを特徴とする請求項9に記載の
半導体記憶装置の記憶消去方法。
10. The memory cell according to claim 1, wherein each of the data forming the multi-valued storage information is stored in the memory cell in correspondence with the address of the data, and each of the memory cells is arranged so that the address is continuous in the memory cell block. 10. The method according to claim 9, further comprising the step of:
【請求項11】 前記番地を、前記メモリセル毎に連続
するように割り振ることを特徴とする請求項10に記載
の半導体記憶装置の記憶消去方法。
11. The memory erasing method according to claim 10, wherein the addresses are allocated so as to be continuous for each of the memory cells.
【請求項12】 前記各メモリセルブロックにその記憶
容量分の前記番地を割り当て、当該番地を当該メモリセ
ルブロックの前記各メモリセルに記憶される前記記憶情
報を構成する前記各データに任意に分配し、前記各メモ
リセルに割り振ることを特徴とする請求項10に記載の
半導体記憶装置の記憶消去方法。
12. An address corresponding to the storage capacity is allocated to each memory cell block, and the address is arbitrarily distributed to each data constituting the storage information stored in each memory cell of the memory cell block. 11. The method according to claim 10, wherein the memory cell is allocated to each of the memory cells.
【請求項13】 前記メモリセルは、 ゲート、ソース及びドレインを有し、前記ソースと前記
ドレインとの間のチャネル領域上に形成されたトンネル
絶縁膜と前記ゲートとの間に誘電体膜を介して島状の浮
遊ゲートを有しており、 前記ゲート、前記ソース及び前記ドレインにそれぞれ所
定電圧を印加することによってしきい値電圧を設定し、
前記しきい値電圧に対応した記憶情報を記憶することを
特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の半導
体記憶装置の記憶消去方法。
13. The memory cell has a gate, a source, and a drain, and a dielectric film is interposed between the gate and a tunnel insulating film formed on a channel region between the source and the drain. A threshold voltage by applying a predetermined voltage to each of the gate, the source and the drain,
The method according to claim 9, wherein storage information corresponding to the threshold voltage is stored.
【請求項14】 前記メモリセルは、 信号電荷を蓄積するメモリキャパシタと、前記メモリキ
ャパシタを選択するためのアクセストランジスタとを有
して構成されており、 前記メモリキャパシタに所定の基準電圧を印加すること
により電荷蓄積状態を設定し、前記基準電圧に対応した
記憶情報を記憶することを特徴とする請求項9〜12に
記載の半導体記憶装置の記憶消去方法。
14. The memory cell, comprising: a memory capacitor for storing signal charges; and an access transistor for selecting the memory capacitor, and applying a predetermined reference voltage to the memory capacitor. 13. The method according to claim 9, wherein a charge accumulation state is set, and storage information corresponding to the reference voltage is stored.
【請求項15】 前記記憶情報がバイナリデータである
ことを特徴とする請求項9〜14のいずれか1項に記載
の半導体記憶装置の記憶消去方法。
15. The method according to claim 9, wherein said storage information is binary data.
【請求項16】 請求項9に記載の半導体記憶装置の記
憶消去方法を構成する前記第1及び第2のステップがコ
ンピュータから読み出し可能に格納されていることを特
徴とする記録媒体。
16. A recording medium, wherein the first and second steps constituting the storage erasing method for a semiconductor memory device according to claim 9 are stored so as to be readable by a computer.
【請求項17】 前記メモリセルの不良メモリセルを救
済するための複数のメモリセルを有する冗長メモリ回路
を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体
記憶装置。
17. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a redundant memory circuit having a plurality of memory cells for relieving defective memory cells of said memory cells.
JP13597098A 1998-04-30 1998-04-30 Semiconductor storage device, storage erasing method thereof, and storage medium storing storage erasing method Pending JPH11317086A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001210733A (en) * 1999-12-22 2001-08-03 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Multilevel flush eeprom cell and method of manufacturing the same
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