JPH0528775A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
不揮発性半導体記憶装置Info
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- 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
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- memory cell
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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,
VPP,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。
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,
VPP,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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
OMのブロック図である。
【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。
ROMのブロック図である。
【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。
回路の回路図である。
【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。
回路の回路図である。
【図5】従来例のフラッシュEEPROMのブロック図
である。
である。
【図6】図5のメモリセルの断面図である。
【図7】図5のメモリセルの書き込み回路の回路図であ
る。
る。
【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。
図である。
【図9】図5のベリファイ動作を含む消去の流れ図であ
る。
る。
【図10】図9,図10のタイミング波形図である。
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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年11月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【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,
VPP,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。
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,
VPP,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。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
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。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
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。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
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。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【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
7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。
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
7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。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【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 と
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。
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 と
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。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。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。
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。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。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
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。
─────────────────────────────────────────────────────
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
Claims (2)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184581A JPH0528775A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 不揮発性半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184581A JPH0528775A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 不揮発性半導体記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528775A true JPH0528775A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16155717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184581A Pending JPH0528775A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 不揮発性半導体記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0528775A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3184581A patent/JPH0528775A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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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