JPH0528775A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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Publication number
JPH0528775A
JPH0528775A JP3184581A JP18458191A JPH0528775A JP H0528775 A JPH0528775 A JP H0528775A JP 3184581 A JP3184581 A JP 3184581A JP 18458191 A JP18458191 A JP 18458191A JP H0528775 A JPH0528775 A JP H0528775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sector
memory cell
decoder
memory
erased
Prior art date
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Pending
Application number
JP3184581A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Sekiya
隆 関矢
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0528775A publication Critical patent/JPH0528775A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的に情報の書き込み、消去が可能な不揮
発性半導体記憶装置に記憶する情報が頻繁に書き換える
部分と、書き換えない部分とを有する場合の書き換え時
間を短縮することを目的としている。 【構成】 フラッシュEEPROMのメモリアレイ1を
二分割し、その一方のセクタ1a内のメモリセルを一括
消去可能とし、他方のセクタ1b内のメモリセルを一括
消去不可能とした。 【効果】 頻繁に書き換える部分を一括消去可能なセク
タ1aにプログラムし、書き換えない部分を一括消去不
可能なセクタ1bにプログラムすることにより、書き換
えない部分を消去し、再度プログラムする必要がなくな
るため、書き換え時間が短縮される。
(57) [Abstract] [Purpose] To shorten the rewriting time in the case where information stored in a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing information has a portion that is frequently rewritten and a portion that is not rewritten. It is an object. [Structure] The memory array 1 of the flash EEPROM is divided into two, and the memory cells in one sector 1a of the flash EEPROM can be collectively erased, and the memory cells of the other sector 1b cannot be collectively erased. [Effect] By programming the frequently rewritten portion in the batch erasable sector 1a and programming the non-rewritten portion in the batch unerasable sector 1b, it becomes unnecessary to erase the non-rewritten portion and reprogram. Rewriting time is shortened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は不揮発性半導体記憶装
置に関し、特に電気的に書き込み・消去可能な不揮発性
半導体記憶装置の機能の改善に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and more particularly to improving the function of a non-volatile semiconductor memory device which can be electrically written and erased.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2はIEEE Journal of
Solid−State Circuits,Vo
l.23,No.5,October 1988年の1
157〜1163頁に示された従来の電気的に消去可能
な不揮発性半導体記憶装置であるフラッシュEEPRO
Mのブロック図を示す。図において、1はメモリアレ
イ、2はYゲート、3はソース線スイッチ、4はXデコ
ーダ、5はYデコーダ、6はアドレスレジスタ、7は入
力データレジスタ、8はセンスアンプ、9は入出力バッ
ファ、10はプログラム電圧発生回路、11はベリファ
イ電圧発生回路、12はコマンドレジスタ、13はコマ
ンドデコーダ、14は入力信号バッファである。VCC
PP,VSSは外部から供給される電圧である。/WE,
/OE,/CEは制御信号、A0〜A14はアドレス信
号、VO0 〜VO7 は入出力データ信号である。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is an IEEE Journal of
Solid-State Circuits, Vo
l. 23, No. 5, October 1988 1
Flash EEPRO, which is a conventional electrically erasable nonvolatile semiconductor memory device shown in pages 157 to 1163.
3 shows a block diagram of M. FIG. In the figure, 1 is a memory array, 2 is a Y gate, 3 is a source line switch, 4 is an X decoder, 5 is a Y decoder, 6 is an address register, 7 is an input data register, 8 is a sense amplifier, and 9 is an input / output buffer. 10 is a program voltage generating circuit, 11 is a verify voltage generating circuit, 12 is a command register, 13 is a command decoder, and 14 is an input signal buffer. V CC ,
V PP and V SS are voltages supplied from the outside. / WE,
/ OE, / CE control signal, Function A0 to A14 is an address signal, VO 0 ~VO 7 is input and output data signals.

【0003】メモリアレイ1にYゲート2、ソース線ス
イッチ3、Xデコーダ4が接続されている。Yゲート2
にYデコーダが接続されている。Xデコーダ4、Yデコ
ーダ5にはアドレスレジスタ6が接続され、外部から入
力されたアドレス信号A0〜A14が入力される。メモ
リセル1にはYゲートを介して入力データレジスタ(書
き込み回路)7、センスアンプ8は入出力バッファ9に
接続されている。また、プログラム電圧発生回路10、
ベリファイ電圧発生回路11が設けられており、外部か
ら供給されたVCC,VPPとは異なる電圧を発生し、Yゲ
ート2,Xデコーダ4等に供給される。外部から入力さ
れたデータにより動作モードの設定を行うコマンドレジ
スタ12、コマンドコーダ13が設けられている。さら
に、入力信号バッファ14が設けられており、外部から
の制御信号/WE,/CE,/OEが接続されている。
A Y gate 2, a source line switch 3, and an X decoder 4 are connected to the memory array 1. Y gate 2
To the Y decoder. An address register 6 is connected to the X decoder 4 and the Y decoder 5, and address signals A0 to A14 input from the outside are input. An input data register (write circuit) 7 and a sense amplifier 8 are connected to the memory cell 1 via a Y gate and an input / output buffer 9. In addition, the program voltage generation circuit 10,
A verify voltage generating circuit 11 is provided, which generates a voltage different from V CC and V PP supplied from the outside, and supplies the voltage to the Y gate 2, the X decoder 4, and the like. A command register 12 and a command coder 13 for setting an operation mode based on data input from the outside are provided. Further, an input signal buffer 14 is provided, and control signals / WE, / CE, / OE from the outside are connected.

【0004】図6は図5に示したメモリアレイを構成す
るメモリセルの断面図を示す。図において、15は半導
体基板、16はフローティングゲート、17はコントロ
ールゲート、18はソース、19はドレインである。
FIG. 6 is a sectional view of a memory cell forming the memory array shown in FIG. In the figure, 15 is a semiconductor substrate, 16 is a floating gate, 17 is a control gate, 18 is a source, and 19 is a drain.

【0005】メモリセルは、半導体基板15上に形成さ
れたフローティングゲート16、コントロールゲート1
7及びソース拡散領域18、ドレイン拡散領域19から
構成されている。フローティングゲート16・半導体基
板15間の酸化膜は薄く(100オングストローム
位)、トンネル現象を利用したフローティングゲート1
6への電子の移動を可能としている。
The memory cell comprises a floating gate 16 and a control gate 1 formed on a semiconductor substrate 15.
7 and the source diffusion region 18 and the drain diffusion region 19. The oxide film between the floating gate 16 and the semiconductor substrate 15 is thin (about 100 Å), and the floating gate 1 utilizing the tunnel phenomenon is used.
It is possible to move the electrons to 6.

【0006】メモリセルの動作は次のようになる。プロ
グラム時には、ドレイン電極19に6.5V程度のプロ
グラム電圧が、コントロールゲート17にVPP(12
V)が印加され、ソース18は接地される。このため、
メモリセルはオンして電流が流れる。この時、ドレイン
19近傍でアバランシェ降伏が生じ、電子・正孔対が発
生する。この正孔は半導体基板15を通じ接地電位に流
れ、電子はチャネル方向に流れてソース18に流れ込
む。しかし、一部の電子はフローティングゲート16・
ドレイン19間の電界に加速されてフローティングゲー
ト16に注入される。こうして、メモリセルのしきい値
を上げる。これを情報“0”の記憶と定義する。一方、
消去はドレイン19をオープン、コントロールゲート1
7を接地し、ソース18にVPPを印加して行われる。ソ
ース18・フローティングゲート16間の電界のためト
ンネル現象が生じ、フローティングゲート16中の電子
の引き抜きが起こる。こうして、メモリセルのしきい値
は下がる。これを情報“1”の記憶と定義する。
The operation of the memory cell is as follows. During programming, a program voltage of about 6.5 V is applied to the drain electrode 19 and V PP (12
V) is applied and the source 18 is grounded. For this reason,
The memory cell turns on and a current flows. At this time, avalanche breakdown occurs near the drain 19 and electron-hole pairs are generated. The holes flow to the ground potential through the semiconductor substrate 15, and the electrons flow in the channel direction to flow into the source 18. However, some electrons are floating gate 16
It is accelerated by the electric field between the drains 19 and injected into the floating gate 16. Thus, the threshold value of the memory cell is raised. This is defined as storage of information "0". on the other hand,
For erasing, open drain 19 and control gate 1
7 is grounded and V PP is applied to the source 18. The tunnel phenomenon occurs due to the electric field between the source 18 and the floating gate 16, and the electrons in the floating gate 16 are extracted. Thus, the threshold value of the memory cell is lowered. This is defined as storage of information "1".

【0007】図7は図5のメモリセルの書き込み回路の
回路図を示す。図において、2はYゲート、3はソース
線スイッチ、4はXデコーダ、5はYデコーダ、77は
書き込み回路、8はセンスアンプ、24はビット線、2
5はワード線、26はYゲートトランジスタ、27はI
/O線、28はソース線、Y1〜Y3はYデコーダとY
ゲートを結ぶ信号線、29は一つのメモリセルである。
メモリセルは、そのドレインがビット線24に、コント
ロールゲートがワード線25に接続されている。ワード
線25はXデコーダ4に接続されており、ビット線2は
Yデコーダ5の出力がゲートに入力されるYゲートトラ
ンジスタ26を介してI/O線27に接続される。I/
O線27はセンスアンプ8と書き込み回路77が接続さ
れ、ソース線28はソース線スイッチ3に接地されてい
る。
FIG. 7 shows a circuit diagram of the write circuit of the memory cell of FIG. In the figure, 2 is a Y gate, 3 is a source line switch, 4 is an X decoder, 5 is a Y decoder, 77 is a write circuit, 8 is a sense amplifier, 24 is a bit line, 2
5 is a word line, 26 is a Y gate transistor, 27 is I
/ O line, 28 is a source line, Y1 to Y3 are Y decoders and Y
A signal line connecting the gates, 29 is one memory cell.
The drain of the memory cell is connected to the bit line 24, and the control gate is connected to the word line 25. The word line 25 is connected to the X decoder 4, and the bit line 2 is connected to the I / O line 27 via the Y gate transistor 26 whose gate receives the output of the Y decoder 5. I /
The O line 27 is connected to the sense amplifier 8 and the write circuit 77, and the source line 28 is grounded to the source line switch 3.

【0008】次に動作について説明する。図4中の点線
で囲んだメモリセルに書き込みを行う場合について説明
する。外部から入力されたデータに応じて書き込み回路
77が活性化され、I/O線27にプログラム電圧が供
給される。同時に、アドレス信号によりYデコーダ5,
Xデコーダ4を通じてYゲートトランジスタ26,ワー
ド線25が選択されてVPPが印加される。ソース線28
はプログラム時にはソース線スイッチ3により接地され
ている。こうして、図中の1個のセルのみに電流が流
れ、ホットエレクトロンが発生し、書き込みが行われ、
そのメモリセルのしきい値電圧が高くなる。
Next, the operation will be described. Description will be made regarding the case where writing is performed in the memory cell surrounded by the dotted line in FIG. The write circuit 77 is activated according to the data input from the outside, and the program voltage is supplied to the I / O line 27. At the same time, the Y-decoder 5,
The Y gate transistor 26 and the word line 25 are selected through the X decoder 4 and V PP is applied. Source line 28
Is grounded by the source line switch 3 during programming. In this way, current flows only in one cell in the figure, hot electrons are generated, writing is performed,
The threshold voltage of the memory cell becomes high.

【0009】消去は次のように行われる。まず,Xデコ
ーダ4,Yデコーダ5が非活性化され、すべてのメモリ
セルが非選択される。即ち、各メモリセルのコントロー
ルゲート17が接地され、各メモリセルのドレインはオ
ープンされる一方、ソース線28にはソース線スイッチ
3により高電圧が供給される。こうして、トンネル現象
により、メモリセルのしきい値は低い方にシフトする。
ソース線28は共通であるので、消去は全メモリセル一
括して行われる。
Erasing is performed as follows. First, the X decoder 4 and the Y decoder 5 are inactivated, and all the memory cells are deselected. That is, the control gate 17 of each memory cell is grounded and the drain of each memory cell is opened, while the source line 28 is supplied with a high voltage by the source line switch 3. Thus, due to the tunnel phenomenon, the threshold value of the memory cell shifts to the lower side.
Since the source line 28 is common, all memory cells are erased collectively.

【0010】次に読み出し動作について説明する。書込
みと同様に図4中の点線で囲まれたメモリセルの読み出
しについて説明する。まず,アドレス信号がYデコーダ
5,Xデコーダ4によってデコードされ、選択されたY
ゲートトランジスタ26への信号線Y1〜Y3とワード
線25が“H”となる。この時、メモリセルのソース線
28は、ソース線スイッチ3によって接地される。その
メモリセルに書き込みが行われて情報“0”の状態であ
れば、メモリセルのしきい値が高く、メモリセルのコン
トロールゲートにワード線25によって“H”が与えら
れてもメモリセルはオンせず、ビット線24からソース
線28に電流は流れない。一方、メモリセルが消去され
ていて情報“1”の状態であれば、逆にメモリセルはオ
ンするため、ビット線24からソース線28に電流が流
れる。メモリセルを介して電流が流れるか否かをセンス
アンプ8で検出して、読み出しデータ“1”または
“0”を得る。
Next, the read operation will be described. Similar to writing, reading of the memory cell surrounded by the dotted line in FIG. 4 will be described. First, the address signal is decoded by the Y decoder 5 and the X decoder 4, and selected Y
The signal lines Y1 to Y3 to the gate transistor 26 and the word line 25 become "H". At this time, the source line 28 of the memory cell is grounded by the source line switch 3. If writing is performed in the memory cell and the information is "0", the threshold value of the memory cell is high and the memory cell is turned on even if "H" is given to the control gate of the memory cell by the word line 25. Otherwise, no current flows from the bit line 24 to the source line 28. On the other hand, if the memory cell is erased and the information is "1", the memory cell is turned on, so that a current flows from the bit line 24 to the source line 28. The sense amplifier 8 detects whether or not a current flows through the memory cell to obtain read data "1" or "0".

【0011】さて,EPROMでは消去は紫外線照射に
よってなされるため、フローティングゲートが電気的に
中性になると、それ以上にはフローティングゲートから
電子は引き抜かれず、メモリトランジスタのしきい粗は
1V程度以下にはならない。一方、トンネル現象を利用
した電子の引き抜きでは、フローティングゲートから電
子が過剰に引き抜かれ、フローティングゲートが正に帯
電してしまうということが起こり得る。この現象を過消
去(もしくは過剰消去)と呼ぶ。過消去が起きると、メ
モリセルのしきい値が負になってしまうため、その後の
読み出し・書き込みに支障をきたす。すなわち、読み出
し時に非選択でワード線のレベルが“L”であり、メモ
リトセルのコントロールゲートに印加されるレベルが
“L”であっても、非選択のメモリセルを介してビット
線から電流が流れてしまうので、同一ビット線上の読み
出しを行おうとするメモリセルが、書き込み状態でしき
い値が高くとも“1”を読み出してしまう。また、書き
込み時においても過消去されたメモリセルを介してリー
ク電流が流れるため、書き込み特性が劣化し、さらには
書き込み不能になってしまう。このため、消去後に読み
出しを行って消去が正しく行われたかをチェックし(消
去ベリファイとよぶ)、消去されないビットがある場合
には再度消去を行う方法を取って、メモリセルに余分な
消去パルスが印加されるのを防ぐ方法が取られている。
In the EPROM, erasing is performed by irradiation of ultraviolet rays. Therefore, when the floating gate becomes electrically neutral, electrons are not extracted from the floating gate any more, and the threshold roughness of the memory transistor becomes about 1 V or less. Don't On the other hand, in the extraction of electrons using the tunnel phenomenon, it is possible that electrons are excessively extracted from the floating gate and the floating gate is positively charged. This phenomenon is called overerase (or overerase). When over-erasing occurs, the threshold value of the memory cell becomes negative, which hinders subsequent reading and writing. That is, even if the level of the word line is unselected during reading and is "L" and the level applied to the control gate of the memory cell is "L", current flows from the bit line through the unselected memory cell. Therefore, even if the threshold voltage is high, "1" is read out from the memory cell on the same bit line to be read out. Further, even during writing, a leak current flows through the over-erased memory cell, which deteriorates the writing characteristics and further disables writing. Therefore, read after erasing to check if the erasing was done correctly (called erase verify), and if there is a bit that is not erased, take the method of erasing again, and the extra erase pulse is applied to the memory cell. Measures have been taken to prevent it being applied.

【0012】図8、図9、図10及び図5を用いて、消
去及びプログラム書き込みの各工程について説明する。
図8及び図9ははこのようなベリファイ動作を含んだ消
去及びプログラムの流れ図であり、図10は図8及び図
9の手順をタイミング波形で示した図である。従来のフ
ラッシュEEPROMでは消去及びプログラム書き込み
のモード設定は入力データの組合わせで行われる。つま
り、/WEの立上がり時の入力データによりモード設定
がなされる。
Each step of erasing and program writing will be described with reference to FIGS. 8, 9, 10 and 5.
8 and 9 are flowcharts of erase and program including such a verify operation, and FIG. 10 is a diagram showing timing waveforms of the procedure of FIGS. 8 and 9. In the conventional flash EEPROM, erasing and program writing modes are set by a combination of input data. That is, the mode is set by the input data when / WE rises.

【0013】まず,プログラム書き込みの場合について
説明する。始めにVCC、VPPが立上げられ、VCC=5
V、VPP=VPPH となり(ステップS1)、続いて/W
Eが立下げられ、アドレスの最初の位置が与えられる
(ステップS2)。この後、/WEの立ち上がりで“P
ROGRAM−SETUP COMMAND”である入
力データ(40H)がコマンドレジスタ12にラッチさ
れる(ステップS3)。その後、入力データがコマンド
デコーダ13でデコードされ、動作モードがプログラム
モードとなる。続いて/WEが再度立下げられ、アドレ
スレジスタ6に外部からのアドレスがラッチされ、/W
Eの立上がりで“PROGRAM DATA”であるデ
ータ(DIN)が書き込み回路7にラッチされる(ステ
ップS4)。次に、プログラムパルスがプログラム電圧
発生回路10により発生され、Xデコーダ4,Yデコー
ダ5に印加される。この状態が10μsの間継続し、図
4を用いて説明したように各メモリセルにプログラムが
行われる(ステップS5)。次に/WEを立下げて、続
く/WEの立上がりで“PROGRAM−VERIFY
COMMAND”である入力データ(COH)がコマン
ドレジスタ12にラッチされ、動作モードがプログラム
ベリファイモードとなる(ステップS6)。この時、ベ
リファイ電圧発生回路11により、チップ内部でプログ
ラムベリファイ電圧(〜7.0V)が発生され、Xデコ
ーダ11,Yデコーダ5に印加され、読出を行う(ステ
ップS7)。メモリセルのコントロールゲートに与えら
れる電圧が通常の読み出し時(5V)より高いため、書
き込み不十分なメモリセルはオンし易くなり、書き込み
不良がより確実に発見できるようになる。次に、書き込
みの繰り返し回数が25回に達していないか判断し(ス
テップS8)、25回に達していなければ、書き込みデ
ータの確認を行う(ステップS9)。この時、書き込み
不十分であれば、さらに書き込みを繰り返す。書き込み
がなされていれば(ステップS9)、ラストアドレスが
書き込まれたかどうか判断し(ステップS10)、ラス
トアドレスでなければアドレスを増加して(ステップS
11)上記の動作を繰り返す。ステップS10でラスト
アドレスと判断されれば動作モードを読み出しモードに
設定して(ステップS13)、VPP=VPPL として(ス
テップS14)、プログラムを終了する。もし、ステッ
プS7で書き込み繰り返し回数が25回に達していれ
ば、書き込みデータの確認を行い(ステップS12)、
書き込みが不十分であれば、装置の不良と判断してプロ
グラムを終了する。ステップS12で書き込みが十分で
あればステップS9に進む。
First, the case of program writing will be described. First, V CC and V PP are raised, and V CC = 5
V, V PP = V PPH (step S1), then / W
E is lowered and the initial position of the address is given (step S2). After this, at the rising edge of / WE, "P
The input data (40H) which is ROGRAM-SETUP COMMAND "is latched in the command register 12 (step S3). After that, the input data is decoded by the command decoder 13 and the operation mode becomes the program mode. It is turned off again, the address from the outside is latched in the address register 6, and / W
At the rising edge of E, the data (DIN) which is "PROGRAM DATA" is latched by the write circuit 7 (step S4). Next, a program pulse is generated by the program voltage generation circuit 10 and applied to the X decoder 4 and the Y decoder 5. This state continues for 10 μs, and programming is performed on each memory cell as described with reference to FIG. 4 (step S5). Next, / WE is lowered, and at the subsequent / WE rise, "PROGRAM-VERIFY
COMMAND ″ input data (COH) is latched in the command register 12 and the operation mode becomes the program verify mode (step S6). At this time, the verify voltage generating circuit 11 causes the program verify voltage (.about.7. (0 V) is generated and applied to the X decoder 11 and the Y decoder 5 to perform reading (step S7) Since the voltage applied to the control gate of the memory cell is higher than that during normal reading (5 V), writing is insufficient. The memory cell can be easily turned on, and the write failure can be more surely detected.Next, it is determined whether the number of write repetitions has reached 25 times (step S8), and if it has not reached 25 times, The write data is confirmed (step S9). If al to repeated writing. Writing is performed (step S9), and determines whether the last address has been written (step S10), and to increase the address to be a last address (Step S
11) The above operation is repeated. If it is determined in step S10 that the address is the last address, the operation mode is set to the read mode (step S13), V PP = V PPL is set (step S14), and the program ends. If the number of write repetitions reaches 25 in step S7, the write data is confirmed (step S12),
If the writing is insufficient, it is determined that the device is defective and the program ends. If the writing is sufficient in step S12, the process proceeds to step S9.

【0014】次に消去の場合について説明する。始め
に、VCC,VPPが立上げられ、VCC=5V,VPP=V
PPH となり(ステップS20)、次に全てのメモリセル
に“0”が書き込まれているか否か、即ち、全てのBY
TEが‘00H’か否か判断する(ステップS21)。
全てのメモリセルが“0”でなければ、前述のプログラ
ムフローを用いて全メモリセルに“0”の書き込みを行
う(ステップS22)、これは消去されたメモリセルを
さらに消去すると、メモリセルが過消去されるためであ
る。次に、/WEを立下げてアドレスの最初の位置が与
えられ(ステップS23)、続く/WEの立上がりで
“ERASE−SETUP COMMAND”である消
去コマンド(20H)を入力する(ステップS24)。
続いて、/WEを再度立下げて、続く/WEの立上がり
で“ERASE COMMAND”である消去コマンド
(20H)を入力する(ステップS25)。この時チッ
プ内部で消去パルスが発生され、続く/WEの立下がり
までソース線スイッチ3を通じて、メモリセルのソース
にVPPH が印加される(ステップS26)。この立下が
りでアドレスもラッチされる。続く/WEの立上がりで
“ERASE−VERIFY COMMAND”である
データ(A0H)を入力し、消去ベリファイモードとな
る(ステップS27)。この時、ベリファイ電圧発生回
路11により、消去ベリファイ電圧(〜3.2V)が発
生され、Xデコーダ4、Yデコーダ5に印加される。メ
モリセルのコントロールゲートに与えられる電圧が、通
常の読み出し時(5V)より低いため、消去不十分なメ
モリセルをオンしにくくなり、消去不良がより確実に発
見できるようになる。次に、読み出しを行い(ステップ
S28)、次に、消去繰り返し回数が1000回に達し
ていないか判断し(ステップS29)、1000回に達
していなければ、消去データの確認を行う(ステップS
30)。この時、消去不十分であれば、さらに消去を繰
り返す。消去がなされていて次のアドレスの消去データ
のベリファイしたアドレスがラストアドレスか否かを判
断し、ラストアドレスでなければ(ステップS31)、
アドレスを増やして次のアドレスに進む(ステップS3
2)、次のアドレスの消去データのベリファイしたアド
レスがラストアドレスでならば(ステップS31)、動
作モードを読み出しモードに設定して(ステップS3
4)、VPP=VPPL として(ステップS33)消去を終
了する。ステップS29で1000回達していた時は、
消去データの確認を行い(ステップS33)、消去が不
十分であれば、装置の不良と判断して消去を終了する。
ステップS33で消去が十分であれば、ステップS31
に進む。
Next, the case of erasing will be described. First, V CC and V PP are raised, V CC = 5 V, V PP = V
It becomes PPH (step S20), then whether or not "0" is written in all the memory cells, that is, all BY
It is determined whether TE is "00H" (step S21).
If all the memory cells are not "0", "0" is written to all the memory cells by using the above-mentioned program flow (step S22). This is because it is over-erased. Next, / WE is lowered to give the first position of the address (step S23), and at the subsequent rise of / WE, the erase command (20H) which is "ERASE-SETUP COMMAND" is input (step S24).
Then, / WE is lowered again, and the erase command (20H) which is "ERASE COMMAND" is input at the subsequent rise of / WE (step S25). At this time, an erase pulse is generated in the chip, and V PPH is applied to the source of the memory cell through the source line switch 3 until the trailing edge of / WE (step S26). The address is also latched at this falling edge. Subsequently, at the rising edge of / WE, the data (A0H) which is "ERASE-VERIFY COMMAND" is input to enter the erase verify mode (step S27). At this time, an erase verify voltage (up to 3.2 V) is generated by the verify voltage generating circuit 11 and applied to the X decoder 4 and the Y decoder 5. Since the voltage applied to the control gate of the memory cell is lower than that during normal reading (5V), it becomes difficult to turn on the memory cell that is not sufficiently erased, and the erase failure can be detected more reliably. Next, reading is performed (step S28), then it is determined whether or not the number of erase repetitions has reached 1000 times (step S29), and if not 1000 times, erase data is confirmed (step S).
30). At this time, if the erasing is insufficient, the erasing is further repeated. It is determined whether the erased data of the next address has been verified and the verified address is the last address. If it is not the last address (step S31),
Increase the address and proceed to the next address (step S3
2) If the verified address of the erased data of the next address is the last address (step S31), the operation mode is set to the read mode (step S3).
4), V PP = V PPL is set (step S33), and the erasing is completed. When it reaches 1000 times in step S29,
The erase data is confirmed (step S33). If the erase is insufficient, it is determined that the device is defective and the erase is terminated.
If the deletion is sufficient in step S33, step S31
Proceed to.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来のフラッシュEE
PROMは以上のように構成されていたので、記憶する
情報が頻繁に書き換える部分と、書き換えない部分とを
有する場合、頻繁に書き換える情報部分を書き換えるた
めには、書き換えない情報部分と共にメモリアレイ内の
情報を一括消去し、再度全てのプログラム情報を書き込
まなければならないという問題点があった。
Conventional flash EE
Since the PROM is configured as described above, if the information to be stored has a portion that is frequently rewritten and a portion that is not rewritten, in order to rewrite the information portion that is frequently rewritten, the information portion that is not rewritten in the memory array There is a problem that it is necessary to erase all the information and write all the program information again.

【0016】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、記憶する情報が頻繁に書き換え
る部分と書き換えない部分とを有する場合、メモリアレ
イの情報書き換え時間を短縮することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and when information to be stored has a portion that is frequently rewritten and a portion that is not rewritten, it is possible to shorten the information rewriting time of the memory array. To aim.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電気的に書き込み・消去が可能な不揮発性半導体記憶
装置は第1のセクタと第2のセクタよりなるメモリアレ
イと、外部から入力されたアドレス信号をデコードし、
前記メモリアレイの行及び列方向の選択を行うXデコー
ダ及びYデコーダと、前記メモリアレイを構成するメモ
リセルに記憶された情報が“1”であるか“0”である
かを判定するセンスアンプを備え、前記第1のセクタの
メモリセルが一括消去することが可能であり、前記第2
のセクタのメモリセルが消去不可能であることを特徴と
する。
An electrically writable / erasable non-volatile semiconductor memory device according to a first aspect of the present invention includes a memory array having a first sector and a second sector, and an external input. Decoded address signal,
An X-decoder and a Y-decoder for selecting row and column directions of the memory array, and a sense amplifier for determining whether information stored in a memory cell forming the memory array is "1" or "0". The memory cells of the first sector are capable of being erased together, and the second sector
The memory cell of the sector is not erasable.

【0018】この発明の請求項2に係る電気的に書き込
み・消去が可能な不揮発性半導体記憶装置は、第1のセ
クタと第2のセクタよりなるメモリセルアレイと、外部
から入力されたアドレス信号をデコードし、前記メモリ
セルアレイの行及び列方向の選択を行うXデコーダ及び
Yデコーダと、前記メモリセルアレイを構成するメモリ
セルに記憶された情報が“1”であるか“0”であるか
を判定するセンスアンプを備え、一つの消去動作で、前
記第1のセクタ及び前記第2のセクタの少なくとも一方
のセクタのメモリセルが一括消去可能であることを特徴
とする。
An electrically writable / erasable non-volatile semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention stores a memory cell array including a first sector and a second sector and an address signal input from the outside. Decoding and determining whether the information stored in the memory cell forming the memory cell array is "1" or "0", and the X decoder and the Y decoder for selecting the memory cell array in the row and column directions. And a memory cell of at least one of the first sector and the second sector can be collectively erased by one erase operation.

【0019】[0019]

【作用】この発明の請求項1に係る電気的に書き込み・
消去が可能な不揮発性半導体記憶装置は、第1のセクタ
と第2のセクタよりなるメモリアレイを備え、第1のセ
クタのメモリセルが一括消去することが可能であり、第
2のセクタのメモリセルが消去不可能であることから、
記憶する情報が頻繁に書き換える部分と書き換えない部
分とを有する場合、頻繁に書き換える情報部分を一括消
去可能な第1のセクタにプログラムし、書き換えない情
報部分を一括消去不可能な第2のセクタにプログラムす
ることにより、書き換えない情報部分を消去し、再度、
プログラムする必要がなくなる。
Operation: Electrically writing / writing according to claim 1 of the present invention
An erasable non-volatile semiconductor memory device includes a memory array including a first sector and a second sector, and memory cells in the first sector can be collectively erased. Since the cell cannot be erased,
When the information to be stored has a portion that is frequently rewritten and a portion that is not rewritten, the information portion that is frequently rewritten is programmed to the first sector that can be collectively erased, and the information portion that is not rewritten to the second sector that cannot be collectively erased. By programming, erase the information part that is not rewritten,
Eliminates the need to program.

【0020】この発明の請求項2に係る電気的に書き込
み・消去が可能な不揮発性半導体記憶装置は、第1のセ
クタと第2のセクタよりなるメモリセルアレイを備え、
一つの消去動作で、前記第1のセクタ及び前記第2のセ
クタの少なくとも一方のセクタのメモリセルが一括消去
可能であることから、記憶する情報が頻繁に書き換える
部分と書き換えない部分とを有する場合、頻繁に書き換
える情報部分を第1のセクタにプログラムし、頻繁に書
き換えない情報部分を第2のセクタにプログラムし、必
要に応じて第1のセクタの情報のみを書き換えることに
より、書き換えない情報部分を消去し、再度、プログラ
ムする必要がなくなる。
An electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention includes a memory cell array including a first sector and a second sector,
In a case where the memory cells of at least one of the first sector and the second sector can be collectively erased by one erase operation, the information to be stored has a portion that is frequently rewritten and a portion that is not rewritten. , An information part that is not rewritten by programming the information part that is frequently rewritten in the first sector, programming the information part that is not frequently rewritten in the second sector, and rewriting only the information in the first sector as needed. Erasing and reprogramming is eliminated.

【0021】[0021]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図1及び
図3を用いて説明する。図1はこの発明の一実施例に係
る電気的に書き込み・消去が可能な不揮発性半導体記憶
装置であるフラッシュEEPROMのブロック図であ
る。図3は図1に示すフラッシュEEPROMの書き込
み回路の回路図である。図1及び図3において、1aは
一括消去可能なセクタであり、各メモリセルのソースは
共通でソース線スイッチ3に接続されている。1bは消
去不可能なセクタであり、各メモリセルのソースは接地
されている。1aと1bでメモリアレイ1を構成してい
る。なお、図1において図5と同一符号は同一内容を示
す。図3において図7と同一符号は同一内容を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a flash EEPROM which is an electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram of a writing circuit of the flash EEPROM shown in FIG. In FIGS. 1 and 3, reference numeral 1a denotes a batch erasable sector, and the sources of the respective memory cells are commonly connected to the source line switch 3. 1b is a non-erasable sector, and the source of each memory cell is grounded. The memory array 1 is composed of 1a and 1b. In FIG. 1, the same symbols as those in FIG. 5 indicate the same contents. 3, the same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same contents.

【0022】一括消去可能なセクタ1aを書き換える場
合、消去は従来の工程と同一であり、プログラムは消去
された一括消去可能なセクタ1aに対し従来のプログラ
ム工程を行う。従って、従来に比べて書き換えるメモリ
セルの数が減り、書き換え時間を短縮できる。
When rewriting the batch erasable sector 1a, the erasing is the same as the conventional process, and the program performs the conventional programming process on the erased batch erasable sector 1a. Therefore, the number of memory cells to be rewritten is reduced as compared with the related art, and the rewriting time can be shortened.

【0023】次に、この発明の他の実施例について図2
及び図4を用いて説明する。図2はこの発明の他の実施
例に係る電気的に書き込み・消去が可能な不揮発性半導
体記憶装置であるフラッシュEEPROMのブロック図
である。図4は図2に示すフラッシュEEPROMの書
き込み回路の回路図である。図2及び図4において、3
a,3bはソース線スイッチである。1cは一括消去可
能なセクタであり、各メモリセルのソースは共通でソー
ス線スイッチ3aに接続されている。1dは消去可能な
セクタであり、各メモリセルのソースは共通でソース線
スイッチ3bに接続されている。1cと1dでメモリア
レイ1を構成している。なお、図2において図5と同一
符号は同一内容を示す。図4において図7と同一符号は
同一内容を示す。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
And FIG. 4 will be described. FIG. 2 is a block diagram of a flash EEPROM which is an electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram of a write circuit of the flash EEPROM shown in FIG. 2 and 4, 3
Reference numerals a and 3b are source line switches. Reference numeral 1c is a batch erasable sector, and the sources of the memory cells are commonly connected to the source line switch 3a. 1d is an erasable sector, and the sources of the memory cells are commonly connected to the source line switch 3b. The memory array 1 is composed of 1c and 1d. 2 that are the same as those in FIG. 5 indicate the same contents. 4, the same symbols as in FIG. 7 indicate the same contents.

【0024】1cと1dは別々に消去することができ、
例えば、一括消去可能なセクタ1cだけを書き換える場
合、消去は従来の工程と同一であり、プログラムは消去
された一括消去可能なセクタ1cに対し従来のプログラ
ム工程を行う。また、一括消去可能なセクタ1dだけを
書き換える場合、消去は従来の工程と同一であり、プロ
グラムは消去された一括消去可能なセクタ1dに対し従
来のプログラム工程を行う。さらに、1cと1dを同時
に書き換えることも可能であり、消去は従来の工程と同
一であり、プログラムは消去された一括消去可能なセク
タ1cと1dに対し従来のプログラム工程を行う。
1c and 1d can be erased separately,
For example, when rewriting only the batch erasable sector 1c, the erasing is the same as the conventional process, and the program performs the conventional programming process on the erased batch erasable sector 1c. When rewriting only the batch erasable sector 1d, the erasing is the same as the conventional process, and the program performs the conventional programming process on the erased batch erasable sector 1d. Further, it is possible to rewrite 1c and 1d at the same time, the erasing is the same as the conventional process, and the program performs the conventional programming process for the erased batch erasable sectors 1c and 1d.

【0025】なお、上記各実施例では、メモリアレイを
均等に二つのセクタに分割したものを示したが、例えば
あまり書き換えないバイオス情報と頻繁に書き換えるデ
ィップスイッチ情報を同一の記憶装置に記憶させる場
合、それぞれの情報が極端にちがうため、一方の一括消
去可能なセクタのメモリ容量を数バイトから数十バイト
としてもよい。
In each of the above embodiments, the memory array is equally divided into two sectors. For example, when the BIOS information that is not rewritten often and the DIP switch information that is frequently rewritten are stored in the same storage device. Since the respective information is extremely different, the memory capacity of one batch erasable sector may be several bytes to several tens of bytes.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1に係
る電気的に書き込み・消去が可能な不揮発性半導体記憶
装置によればメモリアレイを二つのセクタに分割し、そ
の一方を一括消去可能とし、他方を一括消去不可能とし
たので、記憶する情報が頻繁に書き換える部分と書き換
えない部分とを有する場合、頻繁に書き換える情報部分
を一括消去可能なセクタにプログラムし、頻繁に書き換
えない情報部分を一括消去不可能なセクタにプログラム
することにより、書き換えない情報部分を消去し、再
度、プログラムする必要がなくなり、書き換え時間を短
縮することができる。
As described above, according to the electrically writable / erasable non-volatile semiconductor memory device according to the first aspect of the present invention, the memory array is divided into two sectors, and one of them is erased collectively. When the information to be stored has a portion that is frequently rewritten and a portion that is not rewritten, the information that is frequently rewritten is programmed into a batch erasable sector and information that is not frequently rewritten By programming the part into a sector that cannot be erased collectively, it is not necessary to erase the information part that is not rewritten and reprogrammed, and the rewriting time can be shortened.

【0027】この発明の請求項2に係る電気的に書き込
み・消去が可能な不揮発性半導体記憶装置は、メモリア
レイを二つのセクタに分割し、一つの消去動作で、少な
くとも一方のセクタのメモリセルが一括消去可能である
ことから、記憶する情報が頻繁に書き換える部分と書き
換えない部分とを有する場合、頻繁に書き換える情報部
分を第1のセクタにプログラムし、頻繁に書き換えない
情報部分を第2のセクタにプログラムし、必要に応じて
第1のセクタの情報のみを書き換えることにより、書き
換えない情報部分を消去し、再度、プログラムする必要
がなくなり、書き換え時間を短縮することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device in which a memory array is divided into two sectors and a memory cell of at least one sector is subjected to one erase operation. Is erasable in batch, therefore, when the information to be stored has a portion that is frequently rewritten and a portion that is not rewritten, the information portion that is frequently rewritten is programmed in the first sector, and the information portion that is not frequently rewritten is By programming the sector and rewriting only the information of the first sector as necessary, it is not necessary to erase the information part that is not rewritten and reprogram, and the rewriting time can be shortened.

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

【図1】この発明の一実施例であるフラッシュEEPR
OMのブロック図である。
FIG. 1 is a flash EEPR according to an embodiment of the present invention.
It is a block diagram of OM.

【図2】この発明の他の実施例であるフラッシュEEP
ROMのブロック図である。
FIG. 2 is a flash EEP according to another embodiment of the present invention.
It is a block diagram of ROM.

【図3】図1に示すフラッシュEEPROMの書き込み
回路の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a writing circuit of the flash EEPROM shown in FIG.

【図4】図2に示すフラッシュEEPROMの書き込み
回路の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a write circuit of the flash EEPROM shown in FIG.

【図5】従来例のフラッシュEEPROMのブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram of a conventional flash EEPROM.

【図6】図5のメモリセルの断面図である。6 is a cross-sectional view of the memory cell of FIG.

【図7】図5のメモリセルの書き込み回路の回路図であ
る。
FIG. 7 is a circuit diagram of a write circuit of the memory cell of FIG.

【図8】図5のベリファイ動作を含むプログラムの流れ
図である。
8 is a flowchart of a program including the verify operation of FIG.

【図9】図5のベリファイ動作を含む消去の流れ図であ
る。
9 is a flowchart of erasing including the verify operation of FIG.

【図10】図9,図10のタイミング波形図である。10 is a timing waveform chart of FIGS. 9 and 10. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 一括消去可能なセクタ 1b 消去不可能なセクタ 1 メモリアレイ 2 Yゲート 3 ソース線スイッチ 4 Xデコーダ 5 Yデコーダ 6 アドレスレジスタ 7 入力データレジスタ 8 センスアンプ 9 入出力バッファ 1a Batch erasable sector 1b Non-erasable sector 1 memory array 2 Y gate 3 Source line switch 4 X decoder 5 Y decoder 6 Address register 7 Input data register 8 sense amplifier 9 I / O buffer

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成3年11月20日[Submission date] November 20, 1991

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0002[Name of item to be corrected] 0002

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0002】[0002]

【従来の技術】図5はIEEE Journal of
Solid−State Circuits,Vo
l.23,No.5,October 1988年の1
157〜1163頁に示された従来の電気的に消去可能
な不揮発性半導体記憶装置であるフラッシュEEPRO
Mのブロック図を示す。図において、1はメモリアレ
イ、2はYゲート、3はソース線スイッチ、4はXデコ
ーダ、5はYデコーダ、6はアドレスレジスタ、7は入
力データレジスタ、8はセンスアンプ、9は入出力バッ
ファ、10はプログラム電圧発生回路、11はベリファ
イ電圧発生回路、12はコマンドレジスタ、13はコマ
ンドデコーダ、14は入力信号バッファである。VCC
PP,VSSは外部から供給される電圧である。/WE,
/OE,/CEは制御信号、A0〜A14はアドレス信
号、VO0 〜VO7 は入出力データ信号である。
2. Description of the Related Art FIG . 5 is an IEEE Journal of
Solid-State Circuits, Vo
l. 23, No. 5, October 1988 1
Flash EEPRO, which is a conventional electrically erasable nonvolatile semiconductor memory device shown in pages 157 to 1163.
3 shows a block diagram of M. FIG. In the figure, 1 is a memory array, 2 is a Y gate, 3 is a source line switch, 4 is an X decoder, 5 is a Y decoder, 6 is an address register, 7 is an input data register, 8 is a sense amplifier, and 9 is an input / output buffer. 10 is a program voltage generating circuit, 11 is a verify voltage generating circuit, 12 is a command register, 13 is a command decoder, and 14 is an input signal buffer. V CC ,
V PP and V SS are voltages supplied from the outside. / WE,
/ OE, / CE control signal, Function A0 to A14 is an address signal, VO 0 ~VO 7 is input and output data signals.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0008】次に動作について説明する。図7中の点線
で囲んだメモリセルに書き込みを行う場合について説明
する。外部から入力されたデータに応じて書き込み回路
77が活性化され、I/O線27にプログラム電圧が供
給される。同時に、アドレス信号によりYデコーダ5,
Xデコーダ4を通じてYゲートトランジスタ26,ワー
ド線25が選択されてVPPが印加される。ソース線28
はプログラム時にはソース線スイッチ3により接地され
ている。こうして、図中の1個のセルのみに電流が流
れ、ホットエレクトロンが発生し、書き込みが行われ、
そのメモリセルのしきい値電圧が高くなる。
Next, the operation will be described. A case of writing data in the memory cell surrounded by the dotted line in FIG. 7 will be described. The write circuit 77 is activated according to the data input from the outside, and the program voltage is supplied to the I / O line 27. At the same time, the Y-decoder 5,
The Y gate transistor 26 and the word line 25 are selected through the X decoder 4 and V PP is applied. Source line 28
Is grounded by the source line switch 3 during programming. In this way, current flows only in one cell in the figure, hot electrons are generated, writing is performed,
The threshold voltage of the memory cell becomes high.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】次に読み出し動作について説明する。書込
みと同様に図7中の点線で囲まれたメモリセルの読み出
しについて説明する。まず,アドレス信号がYデコーダ
5,Xデコーダ4によってデコードされ、選択されたY
ゲートトランジスタ26への信号線Y1〜Y3とワード
線25が“H”となる。この時、メモリセルのソース線
28は、ソース線スイッチ3によって接地される。その
メモリセルに書き込みが行われて情報“0”の状態であ
れば、メモリセルのしきい値が高く、メモリセルのコン
トロールゲートにワード線25によって“H”が与えら
れてもメモリセルはオンせず、ビット線24からソース
線28に電流は流れない。一方、メモリセルが消去され
ていて情報“1”の状態であれば、逆にメモリセルはオ
ンするため、ビット線24からソース線28に電流が流
れる。メモリセルを介して電流が流れるか否かをセンス
アンプ8で検出して、読み出しデータ“1”または
“0”を得る。
Next, the read operation will be described. Similar to writing, reading of the memory cell surrounded by the dotted line in FIG. 7 will be described. First, the address signal is decoded by the Y decoder 5 and the X decoder 4, and selected Y
The signal lines Y1 to Y3 to the gate transistor 26 and the word line 25 become "H". At this time, the source line 28 of the memory cell is grounded by the source line switch 3. If writing is performed in the memory cell and the information is "0", the threshold value of the memory cell is high and the memory cell is turned on even if "H" is given to the control gate of the memory cell by the word line 25. Otherwise, no current flows from the bit line 24 to the source line 28. On the other hand, if the memory cell is erased and the information is "1", the memory cell is turned on, so that a current flows from the bit line 24 to the source line 28. The sense amplifier 8 detects whether or not a current flows through the memory cell to obtain read data "1" or "0".

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】さて,EPROMでは消去は紫外線照射に
よってなされるため、フローティングゲートが電気的に
中性になると、それ以上にはフローティングゲートから
電子は引き抜かれず、メモリトランジスタのしきい値
1V程度以下にはならない。一方、トンネル現象を利用
した電子の引き抜きでは、フローティングゲートから電
子が過剰に引き抜かれ、フローティングゲートが正に帯
電してしまうということが起こり得る。この現象を過消
去(もしくは過剰消去)と呼ぶ。過消去が起きると、メ
モリセルのしきい値が負になってしまうため、その後の
読み出し・書き込みに支障をきたす。すなわち、読み出
し時に非選択でワード線のレベルが“L”であり、メモ
リセルのコントロールゲートに印加されるレベルが
“L”であっても、非選択のメモリセルを介してビット
線から電流が流れてしまうので、同一ビット線上の読み
出しを行おうとするメモリセルが、書き込み状態でしき
い値が高くとも“1”を読み出してしまう。また、書き
込み時においても過消去されたメモリセルを介してリー
ク電流が流れるため、書き込み特性が劣化し、さらには
書き込み不能になってしまう。このため、消去後に読み
出しを行って消去が正しく行われたかをチェックし(消
去ベリファイとよぶ)、消去されないビットがある場合
には再度消去を行う方法を取って、メモリセルに余分な
消去パルスが印加されるのを防ぐ方法が取られている。
Since erasing is performed by ultraviolet irradiation in EPROM, when the floating gate becomes electrically neutral, electrons are not extracted from the floating gate any more, and the threshold value of the memory transistor becomes about 1 V or less. Don't On the other hand, in the extraction of electrons using the tunnel phenomenon, it is possible that electrons are excessively extracted from the floating gate and the floating gate is positively charged. This phenomenon is called overerase (or overerase). When over-erasing occurs, the threshold value of the memory cell becomes negative, which hinders subsequent reading and writing. In other words, the level of the non-selected word line at the time of reading a is "L", the notes
Even if the level applied to the control gate of the recell is “L”, the current flows from the bit line through the non-selected memory cell, so that the memory cell attempting to read on the same bit line is written. In this state, "1" is read even if the threshold value is high. Further, even during writing, a leak current flows through the over-erased memory cell, which deteriorates the writing characteristics and further disables writing. Therefore, read after erasing to check if the erasing was done correctly (called erase verify), and if there is a bit that is not erased, take the method of erasing again, and the extra erase pulse is applied to the memory cell. Measures have been taken to prevent it being applied.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】まず,プログラム書き込みの場合について
説明する。始めにVCC、VPPが立上げられ、VCC=5
V、VPP=VPPH となり(ステップS1)、続いて/W
Eが立下げられ、アドレスの最初の位置が与えられる
(ステップS2)。この後、/WEの立ち上がりで“P
ROGRAM−SETUP COMMAND”である入
力データ(40H)がコマンドレジスタ12にラッチさ
れる(ステップS3)。その後、入力データがコマンド
デコーダ13でデコードされ、動作モードがプログラム
モードとなる。続いて/WEが再度立下げられ、アドレ
スレジスタ6に外部からのアドレスがラッチされ、/W
Eの立上がりで“PROGRAM DATA”であるデ
ータ(DIN)が書き込み回路7にラッチされる(ステ
ップS4)。次に、プログラムパルスがプログラム電圧
発生回路10により発生され、Xデコーダ4,Yデコー
ダ5に印加される。この状態が10μsの間継続し、
を用いて説明したように各メモリセルにプログラムが
行われる(ステップS5)。次に/WEを立下げて、続
く/WEの立上がりで“PROGRAM−VERIFY
COMMAND”である入力データ(COH)がコマン
ドレジスタ12にラッチされ、動作モードがプログラム
ベリファイモードとなる(ステップS6)。この時、ベ
リファイ電圧発生回路11により、チップ内部でプログ
ラムベリファイ電圧(〜7.0V)が発生され、Xデコ
ーダ11,Yデコーダ5に印加され、読出を行う(ステ
ップS7)。メモリセルのコントロールゲートに与えら
れる電圧が通常の読み出し時(5V)より高いため、書
き込み不十分なメモリセルはオンし易くなり、書き込み
不良がより確実に発見できるようになる。次に、書き込
みの繰り返し回数が25回に達していないか判断し(ス
テップS8)、25回に達していなければ、書き込みデ
ータの確認を行う(ステップS9)。この時、書き込み
不十分であれば、さらに書き込みを繰り返す。書き込み
がなされていれば(ステップS9)、ラストアドレスが
書き込まれたかどうか判断し(ステップS10)、ラス
トアドレスでなければアドレスを増加して(ステップS
11)上記の動作を繰り返す。ステップS10でラスト
アドレスと判断されれば動作モードを読み出しモードに
設定して(ステップS13)、VPP=VPPL として(ス
テップS14)、プログラムを終了する。もし、ステッ
プS8で書き込み繰り返し回数が25回に達していれ
ば、書き込みデータの確認を行い(ステップS12)、
書き込みが不十分であれば、装置の不良と判断してプロ
グラムを終了する。ステップS12で書き込みが十分で
あればステップS10に進む。
First, the case of program writing will be described. First, V CC and V PP are raised, and V CC = 5
V, V PP = V PPH (step S1), then / W
E is lowered and the initial position of the address is given (step S2). After this, at the rising edge of / WE, "P
The input data (40H) which is ROGRAM-SETUP COMMAND "is latched in the command register 12 (step S3). After that, the input data is decoded by the command decoder 13 and the operation mode becomes the program mode. It is turned off again, the address from the outside is latched in the address register 6, and / W
At the rising edge of E, the data (DIN) which is "PROGRAM DATA" is latched by the write circuit 7 (step S4). Next, a program pulse is generated by the program voltage generation circuit 10 and applied to the X decoder 4 and the Y decoder 5. This state continues for 10μs .
Program is performed in each memory cell as described with reference to 7 (step S5). Next, / WE is lowered, and at the subsequent / WE rise, "PROGRAM-VERIFY
COMMAND ″ input data (COH) is latched in the command register 12 and the operation mode becomes the program verify mode (step S6). At this time, the verify voltage generating circuit 11 causes the program verify voltage (.about.7. (0 V) is generated and applied to the X decoder 11 and the Y decoder 5 to perform reading (step S7) Since the voltage applied to the control gate of the memory cell is higher than that during normal reading (5 V), writing is insufficient. The memory cell can be easily turned on, and the write failure can be more surely detected.Next, it is determined whether the number of write repetitions has reached 25 times (step S8), and if it has not reached 25 times, The write data is confirmed (step S9). If al to repeated writing. Writing is performed (step S9), and determines whether the last address has been written (step S10), and to increase the address to be a last address (Step S
11) The above operation is repeated. If it is determined in step S10 that the address is the last address, the operation mode is set to the read mode (step S13), V PP = V PPL is set (step S14), and the program ends. If step
If the number of write repetitions reaches 25 in step S8 , the write data is confirmed (step S12),
If the writing is insufficient, it is determined that the device is defective and the program ends. If the writing is sufficient in step S12, the process proceeds to step S10 .

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】次に消去の場合について説明する。始め
に、VH ,VH が立上げられ、VH =5V,VH =V
H H となり(ステップS20)、次に全てのメモリセル
に“0”が書き込まれているか否か、即ち、全てのBY
TEが‘00H’か否か判断する(ステップS21)。
全てのメモリセルが“0”でなければ、前述のプログラ
ムフローを用いて全メモリセルに“0”の書き込みを行
う(ステップS22)、これは消去されたメモリセルを
さらに消去すると、メモリセルが過消去されるためであ
る。次に、/WEを立下げてアドレスの最初の位置が与
えられ(ステップS23)、続く/WEの立上がりで
“ERASE−SETUP COMMAND”である消
去コマンド(20H)を入力する(ステップS24)。
続いて、/WEを再度立下げて、続く/WEの立上がり
で“ERASE COMMAND”である消去コマンド
(20H)を入力する(ステップS25)。この時チッ
プ内部で消去パルスが発生され、続く/WEの立下がり
までソース線スイッチ3を通じて、メモリセルのソース
にVH H が印加される(ステップS26)。この立下が
りでアドレスもラッチされる。続く/WEの立上がりで
“ERASE−VERIFY COMMAND”である
データ(A0H)を入力し、消去ベリファイモードとな
る(ステップS27)。この時、ベリファイ電圧発生回
路リファイ電圧(〜3.2V)が発生され、Xデコーダ
4、Yデコーダ5に印加される。メモリセルのコントロ
ールゲートに与えられる電圧が、通常の読み出し時(5
V)より低いため、消去不十分なメモリセルをオンしに
くくなり、消去不良がより確実に発見できるようにな
る。次に、読み出しを行い(ステップS28)、次に、
消去繰り返し回数が1000回に達していないか判断し
(ステップS29)、1000回に達していなければ、
消去データの確認を行う(ステップS30)。この時、
消去不十分であれば、さらに消去を繰り返す。消去がな
されていて次のアドレスの消去データのベリファイした
アドレスがラストアドレスか否かを判断し、ラストアド
レスでなければ(ステップS31)、アドレスを増やし
て次のアドレスに進む(ステップS32)、次のアドレ
スの消去データのベリファイしたアドレスがラストアド
レスならば(ステップS31)、動作モードを読み出し
モードに設定して(ステップS34)、VPP=VPPL
して(ステップS35)消去を終了する。ステップS2
9で1000回達していた時は、消去データの確認を行
い(ステップS33)、消去が不十分であれば、装置の
不良と判断して消去を終了する。ステップS33で消去
が十分であれば、ステップS31に進む。
Next, the case of erasing will be described. First, V H and V H are raised, V H = 5 V, V H = V
It becomes HH (step S20), then whether or not "0" is written in all memory cells, that is, all BY
It is determined whether TE is "00H" (step S21).
If all the memory cells are not "0", "0" is written to all the memory cells by using the above-mentioned program flow (step S22). This is because it is over-erased. Next, / WE is lowered to give the first position of the address (step S23), and at the subsequent rise of / WE, the erase command (20H) which is "ERASE-SETUP COMMAND" is input (step S24).
Then, / WE is lowered again, and the erase command (20H) which is "ERASE COMMAND" is input at the subsequent rise of / WE (step S25). At this time, an erase pulse is generated inside the chip, and V HH is applied to the source of the memory cell through the source line switch 3 until the trailing edge of / WE continues (step S26). The address is also latched at this falling edge. Subsequently, at the rising edge of / WE, the data (A0H) which is "ERASE-VERIFY COMMAND" is input to enter the erase verify mode (step S27). At this time, a verify voltage generating circuit verify voltage (up to 3.2 V) is generated and applied to the X decoder 4 and the Y decoder 5. The voltage applied to the control gate of the memory cell is (5
Since it is lower than V), it becomes difficult to turn on an insufficiently erased memory cell, and an erase defect can be detected more reliably. Next, reading is performed (step S28), and then
It is judged whether the number of times of erasing repetition has reached 1000 times (step S29), and if it has not reached 1000 times,
The erased data is confirmed (step S30). This time,
If the erasing is insufficient, the erasing is repeated. If it is erased and the verified address of the erased data of the next address is the last address and it is not the last address (step S31), the address is increased and the process proceeds to the next address (step S32). The erased data of the address of the verified address is the last stored
If no (step S31), the operation mode is set to the read mode (step S34), V PP = V PPL is set (step S35 ), and the erasing is completed. Step S2
When it reaches 1000 times in 9, the erase data is confirmed (step S33). If the erase is insufficient, it is determined that the device is defective and the erase is terminated. If the deletion is sufficient in step S33, the process proceeds to step S31.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】次に、この発明の他の実施例について図2
及び図4を用いて説明する。図2はこの発明の他の実施
例に係る電気的に書き込み・消去が可能な不揮発性半導
体記憶装置であるフラッシュEEPROMのブロック図
である。図4は図2に示すフラッシュEEPROMの書
き込み回路の回路図である。図2及び図4において、3
a,3bはソース線スイッチである。1cは一括消去可
能なセクタであり、各メモリセルのソースは共通でソー
ス線スイッチ3bに接続されている。1dは一括消去
能なセクタであり、各メモリセルのソースは共通でソー
ス線スイッチ3aに接続されている。1cと1dでメモ
リアレイ1を構成している。なお、図2において図5と
同一符号は同一内容を示す。図4において図7と同一符
号は同一内容を示す。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
And FIG. 4 will be described. FIG. 2 is a block diagram of a flash EEPROM which is an electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram of a write circuit of the flash EEPROM shown in FIG. 2 and 4, 3
Reference numerals a and 3b are source line switches. 1c is a batch erasable sector, saw the source of each memory cell in common
It is connected to the wire switch 3b . 1d is a batch erasable <br/> ability sectors, saw the source of each memory cell in the common
It is connected to the wire switch 3a . The memory array 1 is composed of 1c and 1d. 2 that are the same as those in FIG. 5 indicate the same contents. 4, the same symbols as in FIG. 7 indicate the same contents.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Name of item to be corrected] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0024】1cと1dは別々に消去することができ、
例えば、一括消去可能なセクタ1cだけを書き換える場
合、消去はソース線スイッチ3bを通じて一括消去可能
なセクタ1cのメモリセルのソースにVPPH が印加され
るようにして行い、プログムは消去された一括消去可能
なセクタ1cに対し従来のプログラム工程を行う。ま
た、一括消去可能なセクタ1dだけを書き換える場合、
消去はソース線スイッチ3aを通じてセクタ1dのメモ
リセルのソースにVPPH が印加されるようにして行い
プログラムは消去された一括消去可能なセクタ1dに対
し従来のプログラム工程を行う。さらに、1cと1dを
同時に書き換えることも可能であり、消去は従来の工程
と同一であり、プログラムは消去された一括消去可能な
セクタ1cと1dに対し従来のプログラム工程を行う。
1c and 1d can be erased separately,
For example, when rewriting only the sector 1c that can be collectively erased, the erase can be performed collectively through the source line switch 3b.
V PPH is applied to the source of the memory cell in the correct sector 1c
In this manner , the program performs the conventional programming process on the erased batch erasable sector 1c. In addition, when rewriting only the sector 1d that can be collectively erased,
For erasure, use the source line switch 3a to write a memo in sector 1d.
This is done so that V PPH is applied to the source of the recell ,
In the programming, the conventional programming process is performed on the erased batch erasable sector 1d. Further, it is possible to rewrite 1c and 1d at the same time, the erasing is the same as the conventional process, and the program performs the conventional programming process for the erased batch erasable sectors 1c and 1d.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792 8225−4M H01L 29/78 371 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 29/792 8225-4M H01L 29/78 371

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のセクタと第2のセクタよりなるメ
モリアレイと、 外部から入力されたアドレス信号をデコードし、前記メ
モリアレイの行及び列方向の選択を行うXデコーダ及び
Yデコーダと、 前記メモリアレイを構成するメモリセルに記憶された情
報が“1”であるか“0”であるかを判定するセンスア
ンプを備え、 前記第1のセクタのメモリセルが一括消去することが可
能であり、前記第2のセクタのメモリセルが消去不可能
であることを特徴とする電気的に書き込み・消去が可能
な不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory array comprising a first sector and a second sector, an X decoder and a Y decoder for decoding an address signal input from the outside and selecting in the row and column directions of the memory array. A memory cell of the first sector is provided with a sense amplifier that determines whether the information stored in the memory cells forming the memory array is “1” or “0”, and the memory cells of the first sector can be erased at once. A non-volatile semiconductor memory device that is electrically writable and erasable, characterized in that the memory cell of the second sector is not erasable.
【請求項2】 第1のセクタと第2のセクタよりなるメ
モリセルアレイと、 外部から入力されたアドレス信号をデコードし、前記メ
モリセルアレイの行及び列方向の選択を行うXデコーダ
及びYデコーダと、 前記メモリセルアレイを構成するメモリセルに記憶され
た情報が“1”であるか“0”であるかを判定するセン
スアンプを備え、 一つの消去動作で、前記第1のセクタ及び前記第2のセ
クタの少なくとも一方のセクタのメモリセルが一括消去
可能であることを特徴とする電気的に書き込み・消去が
可能な不揮発性半導体記憶装置。
2. A memory cell array composed of a first sector and a second sector, an X decoder and a Y decoder for decoding an address signal input from the outside to select the memory cell array in the row and column directions. A sense amplifier is provided to determine whether the information stored in the memory cells forming the memory cell array is “1” or “0”, and in one erase operation, the first sector and the second sector An electrically writable and erasable non-volatile semiconductor memory device characterized in that memory cells of at least one of the sectors can be collectively erased.
JP3184581A 1991-07-24 1991-07-24 Nonvolatile semiconductor memory device Pending JPH0528775A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6279070B1 (en) 1998-06-11 2001-08-21 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Multistep pulse generation circuit and method of erasing a flash memory cell using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6279070B1 (en) 1998-06-11 2001-08-21 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Multistep pulse generation circuit and method of erasing a flash memory cell using the same

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