JPH07105148B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
Nonvolatile semiconductor memory deviceInfo
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- JPH07105148B2 JPH07105148B2 JP63042740A JP4274088A JPH07105148B2 JP H07105148 B2 JPH07105148 B2 JP H07105148B2 JP 63042740 A JP63042740 A JP 63042740A JP 4274088 A JP4274088 A JP 4274088A JP H07105148 B2 JPH07105148 B2 JP H07105148B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁ゲート型の電界効果型トランジスタ(以下
IGFETという)を主構成要素とする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半導体記
憶装置(以下EEPROMという)に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an insulated gate field effect transistor (hereinafter
The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device whose main constituent element is an IGFET), and particularly to an electrically writable / erasable semiconductor memory device (hereinafter referred to as an EEPROM).
〔従来の技術〕 従来のEEPROMの一例を第7図のブロック図を示す。ここ
ではアドレスにより指定されたバイトを選択するXデコ
ーダ回路、Yデコーダ回路を省略している。図中、Q12
はメモリーセルM11,…Mn1のYアドレスの選択用のNチ
ャネル型エンハンスメント型IGFET(以下NE-IGFETとい
う)、メモリーセルM11〜Mn1は、NE-IGFETである選択用
セルMS11と、浮遊ゲートを持ち「0」又は「1」の情報
を記憶する記憶用セルMM11とから構成される。Q13はバ
イトのYアドレスの選択用のNE-IGFET、MB11…MBn1はバ
イトのX1…nアドレスの選択用のNE-IGFET、Q11はアドレ
スにより選択された記憶用セルを書込む場合に導通する
書込み用のNE-IGFETである。[Prior Art] An example of a conventional EEPROM is shown in a block diagram of FIG. Here, the X decoder circuit and the Y decoder circuit that select the byte designated by the address are omitted. In the figure, Q 12
Is an N-channel enhancement type IGFET (hereinafter referred to as NE-IGFET) for selecting the Y address of the memory cells M 11 , ... M n1 , and the memory cells M 11 to M n1 are NE-IGFET selection cells M S11 . , A storage cell M M11 having a floating gate and storing information of “0” or “1”. Q 13 is the NE-IGFET for selecting the Y address of the byte, M B11 ... M Bn1 is the NE-IGFET for selecting the X 1 ... n address of the byte, and Q 11 is the memory cell selected by the address. It is a NE-IGFET for writing that is conductive in some cases.
以後、説明を簡単にするためNE-IGFETのしきい値は全て
同一のVTNとし、記憶用セルは、記憶された情報によ
り、「0」と定義する導通状態と「1」と定義する非導
通状態があるとする。Hereinafter, for simplification of description, the thresholds of NE-IGFETs are all set to the same V TN , and the storage cell is defined as a conductive state defined as “0” and a non-defined as “1” according to the stored information. It is assumed that there is continuity.
高速読み出しスピードが要求されるEEPROMは、第7図に
示すように、記憶用セルMM11に記憶された情報により変
化するセンスアンプ回路12の出力SAの電圧と、基準電圧
発生回路15の出力RAの電圧VREFと比較検出器16により比
較し、選択された記憶用セルが導通状態か非導通状態か
を検出増幅し、その結果を出力バッファ17から出力す
る。As shown in FIG. 7, the EEPROM requiring a high read speed has a voltage of the output SA of the sense amplifier circuit 12 and an output RA of the reference voltage generation circuit 15 which change depending on the information stored in the memory cell M M11. Is compared with the voltage V REF by the comparison detector 16 to detect and amplify whether the selected storage cell is in the conductive state or the non-conductive state, and the result is output from the output buffer 17.
このEEPROMは、内部に電源電圧VCCから書込み・消去に
必要な高電圧VPPを発生させる高電圧発生回路(チャー
ジポンプ回路)11を有しており、この出力CPの電圧は、
書込モード、消去モード時はVPPに、読出しモード時はV
CC、又はVCCに近い値に設定される。コントロールゲー
ト電圧制御回路13は出力CGSの電圧が、書込みモード時
は「0」に、消去モード時はVPPに、読出しモード時は
読出し電圧VRに設定される。この書込み制御回路10は書
込みモード時、記憶用セルを書込む場合は、出力WCを電
圧VPPに、書込まない場合、消去モード時、読み出しモ
ード時は、出力WCを電圧「0」に設定する。ソース電圧
制御回路14は、出力VSの電圧を書き込みモード時はVCC
に、消去モード時、読み出しモード時は、「0」に設定
する。This EEPROM has a high voltage generation circuit (charge pump circuit) 11 which internally generates a high voltage V PP necessary for writing / erasing from a power supply voltage V CC, and the voltage of this output CP is
V PP in write and erase modes, V PP in read mode
CC, or is set to a value close to V CC. In the control gate voltage control circuit 13, the voltage of the output CGS is set to "0" in the write mode, to V PP in the erase mode, and to the read voltage V R in the read mode. The write control circuit 10 sets the output WC to the voltage V PP when writing the memory cell in the write mode, and sets the output WC to the voltage “0” when not writing, in the erase mode and in the read mode. To do. The source voltage control circuit 14 controls the output VS voltage to V CC in the write mode.
In the erase mode and the read mode, it is set to "0".
次に、メモリセルMM11を書込み、メモリセルMMn1を消去
する場合について説明する。Next, a case where the memory cell M M11 is written and the memory cell M Mn1 is erased will be described.
まず、メモリセルMM11を書き込む場合、アドレス線Y1,X
1を高電圧VPPにし、出力WCがVPPに、出力CGSが「0」
に、VS1がVCCに設定される。従って、トランジスタQ11,
Q12,MS11,Q13,MB11が導通し、メモリセルMM11のドレイ
ンには(VPP−VTN)が、ゲートには「0」が印加される
ので、浮遊ゲートに注入されていた電子はドレインに放
出される。この時メモリセルMM11のしきい値が初期の状
態から負にシフトするので、読出しモード時、ゲート電
極に読み出し電圧VRが印加されるとメモリセルMM11は導
通し、電流IONが流れる。First, when programming the memory cell M M11 , the address lines Y 1 , X
Set 1 to high voltage V PP , output WC to V PP , output CGS to “0”
, V S1 is set to V CC . Therefore, the transistor Q 11 ,
Since Q 12 , M S11 , Q 13 , and M B11 are conducting, and (V PP −V TN ) is applied to the drain of the memory cell M M11 and “0” is applied to the gate, it is injected into the floating gate. Electrons are released to the drain. At this time, the threshold value of the memory cell M M11 shifts from the initial state to a negative value. Therefore, when the read voltage V R is applied to the gate electrode in the read mode, the memory cell M M11 becomes conductive and the current I ON flows. .
メモリセルMMn1を消去する場合、アドレス線Y1,XnをV
PPとし、書込み制御回路10の出力WCが0に、コントロー
ルゲート電圧制御回路13の出力CGSがVPPに、VS1が0に
設定される。従って、トランジスタQ13,MBn1,メモリセ
ルMMn1が導通し、メモリセルMMn1のドレインには0が、
ゲートにはVPPが印加され、ドレインから浮遊ゲートに
電子が注入される。この時、メモリセルMMn1のしきい値
が初期の状態から正にシフトするので、読出しモード
時、ゲート電極に読出し電圧VRが印加されてもメモリセ
ルMMn1は非導通になる。When erasing the memory cell M Mn1 , set the address lines Y 1 and X n to V
As PP , the output WC of the write control circuit 10 is set to 0, the output CGS of the control gate voltage control circuit 13 is set to V PP , and V S1 is set to 0. Thus, the transistors Q 13, M Bn1, the memory cell M Mn1 is turned on, the drain of the memory cell M Mn1 0 is,
V PP is applied to the gate, and electrons are injected from the drain to the floating gate. At this time, since the threshold value of the memory cell M Mn1 is shifted from the initial state to the positive state, the memory cell M Mn1 becomes non-conductive even when the read voltage V R is applied to the gate electrode in the read mode.
第2図はチャージポンプ回路11をVPP=19V,20V,21Vにな
るように設計した場合、書込み・消去パルス時間に対し
て、書込まれた記憶用セルのしきい値VTM(W)、消去
された記憶用セルのしきい値VTM(E)が各VPPに対して
どのように変化するか示したものである。電圧VPPが高
いほど、書込みパルス時間,消去パルス時間が長いほ
ど、しきい値の初期の値に対する変化は、大きくなる。FIG. 2 shows the threshold value V TM (W) of the written memory cell with respect to the write / erase pulse time when the charge pump circuit 11 is designed so that V PP = 19V, 20V, 21V. , And shows how the threshold V TM (E) of the erased storage cell changes for each V PP . The higher the voltage V PP , the longer the write pulse time and the erase pulse time, the greater the change in the threshold value with respect to the initial value.
第8図は第7図のセンスアンプ回路12の一例のブロック
図である。Q8はソースを電源VCCに、ゲートとドレイン
を共通接続して出力SAとしたPチャネル型エンハンスメ
ント型IGFET(以下PE-IGFETという)、Q9はドレインを
出力SAに、ソースをもう一方の出力SBである反転増幅器
I2の入力に、ゲートを反転増幅器I2の入力に接続したNE
-IGFETである。FIG. 8 is a block diagram of an example of the sense amplifier circuit 12 of FIG. Q 8 is a P-channel enhancement type IGFET (hereinafter referred to as PE-IGFET) whose source is connected to the power supply V CC and whose gate and drain are commonly connected as output SA. Q 9 is the drain to output SA and the source to the other. Inverting amplifier, output SB
To the input of the I 2, NE connected gate to the input of the inverting amplifier I 2
-It is IGFET.
まず、書込まれた記憶用セルMM11が選択された場合のセ
ンスアンプ回路12の動作を説明する。First, the operation of the sense amplifier circuit 12 when the written memory cell M M11 is selected will be described.
記憶用セルMM11に電流Ionが流れ、出力SBの電圧が下が
り、反転増幅器I2の出力電圧が上がり、トランジスタQ9
が導通する。出力SAの電圧は下がり、トランジスタQ8に
流れる電流Ionに一致するところで、出力SAの電圧が平
衡する。記憶用セルMM11に流れる電流が多いほど出力SA
の電圧は小さくなる。The current I on flows through the memory cell M M11 , the voltage of the output SB decreases, the output voltage of the inverting amplifier I 2 increases, and the transistor Q 9
Conducts. The voltage of the output SA drops, and the voltage of the output SA balances when it matches the current I on flowing in the transistor Q 8 . Output SA as more current flows to memory cell M M11
Voltage becomes smaller.
書込まれた記憶用セルが選択された時のセンスアンプ回
路12の出力SAを電圧Vonとする。The output SA of the sense amplifier circuit 12 when the written memory cell is selected is set to the voltage V on .
次に、消去された記憶用セルMMn1が選択された場合のセ
ンスアンプ回路の動作を説明する。この時、セルMMn1は
非導通になる為、出力SBの電圧は充電されて上昇し、ト
ランジスタQ9のゲート電圧は低下して非導通になる。従
って、出力SAの電圧は、PE-IGFETのしきい値をVTPとす
ると(VCC−VTP)で平衡する。消去された記憶用セルが
選択された時のセンスアンプ回路12の出力SAを電圧Voff
とする。Next, the operation of the sense amplifier circuit when the erased memory cell M Mn1 is selected will be described. At this time, since the cell M Mn1 becomes non-conductive, the voltage of the output SB is charged and increases, and the gate voltage of the transistor Q 9 decreases and becomes non-conductive. Therefore, the voltage of the output SA is balanced at (V CC −V TP ) where the threshold of the PE-IGFET is V TP . The output SA of the sense amplifier circuit 12 when the erased memory cell is selected is set to the voltage V off
And
第9図は第7図の基準電圧発生回路15の一例を示したブ
ロック図である。トランジスタQ4はソースを電源V
CCに、ゲートとドレインを共通接続して出力RAとしたPE
-IGFETでトランジスタQ9と同一の(ゲート幅)/(ゲー
ト長)をもつ。トランジスタQ5はドレインが出力RAに、
ソースが出力RBとして反転増幅器I1の入力に、ゲートが
反転増幅器I1の出力に接続され、Q9と同一の(ゲート
幅)/(ゲート長)をもつNE-IGFET、トランジスタQ7は
ドレインが出力RBにゲートが電源VCCに接続されトラン
ジスタQ12と同一の(ゲート幅)/(ゲート長)をもつN
E-IGFET、M4はドレインがトランジスタQ7のソースに、
ゲートが電源VCCに接続され、トランジスタMS11,…,M
Sn1と同一の(ゲート幅)/(ゲート長)をもつNE-IGFE
T、M5はドレインがFET M4のソースに、ソースが接地
に、ゲートがリファレンス用読出し制御線CGRに接続さ
れたNE-IGFET(以下、リファレンスIGFETという)であ
る。FIG. 9 is a block diagram showing an example of the reference voltage generating circuit 15 of FIG. Transistor Q 4 has source source V
PE with output RA by commonly connecting the gate and drain to CC
-It has the same (gate width) / (gate length) as transistor Q 9 in IGFET. The transistor Q 5 has a drain output RA,
The source is connected to the input of the inverting amplifier I 1 as the output RB, the gate is connected to the output of the inverting amplifier I 1 , and the NE-IGFET having the same (gate width) / (gate length) as Q 9 and the transistor Q 7 is the drain. N having the same (gate width) / (gate length) as the transistor Q 12 with the gate connected to the power supply V CC at the output RB
The drain of E-IGFET, M 4 is the source of transistor Q 7 ,
The gate is connected to the power supply V CC , and the transistor M S11 , ..., M
NE-IGFE with Sn1 same as the (gate width) / (gate length)
T and M 5 are NE-IGFETs (hereinafter referred to as reference IGFETs) whose drains are connected to the sources of the FETs M 4 , their sources are connected to the ground, and their gates are connected to the reference read control line CGR.
この従来の基準電圧発生回路15は、IGFETM5の(ゲート
幅)/(ゲート長)・CGRの電圧を制御することによ
り、出力電圧VREFを、書込まれた記憶用セルが選択され
た時のセンスアンプ回路12の出力電圧Vonと、消去され
た記憶用セルが選択された時のセンスアンプ回路12の出
力電圧Voffの間に設定することにより機能する。This conventional reference voltage generation circuit 15 controls the voltage of (gate width) / (gate length) / CGR of the IGFET M 5 to output the output voltage V REF when the written memory cell is selected. an output voltage V on the sense amplifier circuit 12, which functions by setting between the output voltage V off of the sense amplifier circuit 12 when the memory cell that has been erased is selected.
次に、この基準電圧発生回路15の出力電圧(RA)VREFの
電圧設定方法とについて述べる。Next, a method for setting the output voltage (RA) V REF of the reference voltage generation circuit 15 will be described.
第10図はチャージポンプ回路11で決定される書込み電圧
VPPと、書込みパルス幅tPWにより書き込まれた記憶用セ
ルの電流電圧特性Iceと、基準電圧発生回路15のリファ
レンスIGFETM5に流れる電流IREFの電流電圧特性IR3と、
センスアンプ回路12においてはQ8,Q9,I2,Q12,MS11,で構
成され、基準電圧発生回路15においてはQ4,Q5,I1,Q7,M4
で構成される負荷回路の負荷特性L1,L2,L3(以下負荷曲
線という)を示したものである。FETQ8とQ4,Q9とQ5,Q12
とQ7,MS11とM4は共に(ゲート幅)/(ゲート長)が同
一であり、I2はI1と同一の入出力特性を持つので、セン
スアンプ回路12と基準電圧発生回路15の負荷曲線とは同
一の特性を示す。Figure 10 shows the write voltage determined by the charge pump circuit 11.
V PP , the current-voltage characteristic I ce of the memory cell written by the write pulse width t PW , the current-voltage characteristic I R3 of the current I REF flowing in the reference IGFET M 5 of the reference voltage generation circuit 15, and
In the sense amplifier circuit 12, it is composed of Q 8 , Q 9 , I 2 , Q 12 , M S11 , and in the reference voltage generation circuit 15, Q 4 , Q 5 , I 1 , Q 7 , M 4
The load characteristics L 1 , L 2 , L 3 (hereinafter referred to as load curve) of the load circuit configured by are shown. FETQ 8 and Q 4 , Q 9 and Q 5 ,, Q 12
And Q 7 , and M S11 and M 4 have the same (gate width) / (gate length), and I 2 has the same input / output characteristics as I 1 , so that the sense amplifier circuit 12 and the reference voltage generation circuit 15 Shows the same characteristics as the load curve of.
L1はIS1、IR1の論理しきい値が設計値通りの場合、L2お
よびL3はIS1、IR1の論理しきい値が、しきい値のバラツ
キ、プロセス条件の変動等で設計値から負および正にシ
フトした場合の負荷曲線を示したものである。L 1 in the case of the logic threshold design value of I S1, I R1, the logic threshold value of L 2 and L 3 I S1, I R1 is the threshold value of variation of the process conditions change or the like It shows a load curve when the design value is shifted to the negative and the positive.
記憶用セルMM11〜MMn1は、ドレインに電子が通るトンネ
ルゲートと呼ばれる100Å程度の薄い酸化膜を有してお
り、ゲートとドレインが強く容量結合されている為、第
10図のIceで示すように、ドレイン電圧が増加するに伴
ないドレイン電流も増加する特性を示し、IGFETの電流
電圧特性IR3に見られるような飽和領域は存在しない特
性をもつ。 Each of the memory cells M M11 to M Mn1 has a thin oxide film of about 100 Å called a tunnel gate through which electrons pass in the drain, and the gate and the drain are strongly capacitively coupled.
As shown by I ce in FIG. 10, the drain current increases as the drain voltage increases, and the saturation region shown in the current-voltage characteristic I R3 of the IGFET does not exist.
第11図は書込まれた記憶用セルに流れる電流ION、リフ
ァレンスIGFETに流れる電流IREFに対して、センスアン
プ回路12の出力電圧Voff、VON、基準電圧発生回路15の
出力電圧VREFの値がどのように変化するか示した特性図
である。LOで示した負荷曲線は、主にFETQ8、Q4の(ゲ
ート幅)/(ゲート長)で決定され、センスアンプ回路
12、基準電圧発生回路15において同一の特性を持つ。FIG. 11 shows the output voltage V off and V ON of the sense amplifier circuit 12 and the output voltage V of the reference voltage generation circuit 15 with respect to the current I ON flowing in the written memory cell and the current I REF flowing in the reference IGFET. FIG. 9 is a characteristic diagram showing how the value of REF changes. The load curve shown by L O is mainly determined by (gate width) / (gate length) of FET Q 8 and Q 4 , and
12. The reference voltage generating circuit 15 has the same characteristics.
第10図において、書き込まれた記憶用セルの電流電圧特
性Iceと、センスアンプ回路、基準電圧発生回路15の負
荷曲線L1との交点P1の電流値ION(1)が、設計値にお
ける実際に記憶用セルに流れる電流値を示し、第11図よ
り、ION(1)に対応するセンスアンプ回路12の出力はV
on(1)になることが分かる。基準電圧発生回路15のリ
ファレンスIGFETM5に流れる電流値IREF(D)は、VREF
={Voff−Von(1)}/2となるように設計される。こ
のリファレンスIGFETM5の電流電圧特性IR3と負荷曲線L1
の交わる点Q1が、基準電圧発生回路15のリファレンスIG
FETM5のドレインの設計値における平衡点である。In FIG. 10, the current value I ON (1) at the intersection P 1 between the written memory cell current-voltage characteristic I ce and the load curve L 1 of the sense amplifier circuit and the reference voltage generation circuit 15 is the design value. In Fig. 11, the current value actually flowing in the memory cell is shown. From Fig. 11, the output of the sense amplifier circuit 12 corresponding to I ON (1) is V
You can see that it is on (1). The current value I REF (D) flowing through the reference IGFET M 5 of the reference voltage generation circuit 15 is V REF
It is designed so that = {V off −V on (1)} / 2. The current-voltage characteristic I R3 of this reference IGFET M 5 and the load curve L 1
The crossing point Q 1 is the reference IG of the reference voltage generation circuit 15.
It is the equilibrium point in the design value of the drain of FETM 5 .
次に、基準電圧発生回路15およびセンスアンプ回路12の
負荷曲線L1がL2に変化した場合について説明する。この
場合、負荷曲線とIceの交点P1がP2に変化し、記憶用セ
ルに流れる電流Ion(1)がIon(2)に変化するが、リ
ファレンスIGFETM5は、飽和領域で動作しているため、
このリファレンスIGFETに流れる電流は、IREF(D)の
ままになる。従って、センスアンプ回路の出力電圧Von
(1)がVon(2)に変化することになる。この時、セ
ンスアンプ回路12の出力電圧と基準電圧発生回路15の出
力電圧の差(VREF(D)−Von(2))が、設計値の場
合の差(VREF(D)−Von(1))に比べ小さくなるの
で、次段の比較検出器16で検出が困難となる。Next, a case where the load curve L 1 of the reference voltage generation circuit 15 and the sense amplifier circuit 12 changes to L 2 will be described. In this case, the intersection P 1 of the load curve and I ce changes to P 2 and the current I on (1) flowing in the memory cell changes to I on (2), but the reference IGFET M 5 operates in the saturation region. Because
The current flowing through this reference IGFET remains I REF (D). Therefore, the output voltage V on of the sense amplifier circuit
(1) will change to V on (2). At this time, the difference between the output voltage of the sense amplifier circuit 12 and the output voltage of the reference voltage generating circuit 15 (V REF (D) -V on (2)) is the design value (V REF (D) -V). Since it is smaller than on (1)), it becomes difficult to detect by the comparison detector 16 in the next stage.
次に、センスアンプ回路、基準電圧発生回路の負荷曲線
L1がL3に変化した場合について説明する。この場合、負
荷曲線とIceの交点P1がP3に変化し、記憶用セルに流れ
る電流Ion(1)がIon(3)に変化するが、リファレン
スIGFETM5に流れる電流は、IREF(D)のままになり、
センスアンプ回路12の出力電圧Von(1)がVon(3)に
変化することになる。Next, the load curves of the sense amplifier circuit and the reference voltage generation circuit
A case where L 1 changes to L 3 will be described. In this case, the intersection P 1 of the load curve and I ce changes to P 3 and the current I on (1) flowing in the memory cell changes to I on (3), but the current flowing in the reference IGFET M 5 changes to I Remains REF (D),
The output voltage V on (1) of the sense amplifier circuit 12 changes to V on (3).
この時、センスアンプ回路の出力電圧と基準電圧発生回
路の出力電圧の差(VREF(D)−Von(3))が、設計
値の場合の差(VREF(D)−Von(1))に比べ大きく
なるので、次に消去された記憶用セルが選択された時、
読出しスピードが遅くなる欠点がある。In this case, the difference between the output voltage of the output voltage and a reference voltage generating circuit of the sense amplifier circuit (V REF (D) -V on (3)) is the difference in the case of the design value (V REF (D) -V on ( 1)) is larger, so when the next erased memory cell is selected,
There is a drawback that the reading speed becomes slow.
又、M5として、書込みも消去もしていない記憶用セルを
用いる方法もあるが、記憶用セルは100Å程度のトンネ
ルゲートを有し、EEPROMの製造中に、トンネルゲートを
通して浮遊ゲートがチャージアップされ、記憶用セルの
しきい値がチップ内でばらつくので、書込みも消去もし
ていない記憶用セルをM5として用いることができない。There is also a method of using a memory cell that has not been written or erased as M 5 , but the memory cell has a tunnel gate of about 100Å, and the floating gate is charged up through the tunnel gate during the manufacture of the EEPROM. Since the threshold value of the memory cell varies within the chip, a memory cell that has not been written or erased cannot be used as M 5 .
以上述べたように、従来の基準電圧発生回路15は、出力
電圧VREFを決める電流源として、IGFETを用い、IGFETの
(ゲート幅)/(ゲート長)、IGFETのゲート電極に接
続されるリファレンス用読出し制御線の電圧を制御する
ことにより、出力電圧VREFを、書込まれた記憶用セルが
選択された時のセンスアンプ回路12の出力電圧Vonと、
消去された記憶用セルが選択された時のセンスアンプ回
路の出力電圧Voffの中間になるように設計を行なうが、
IGFETの電流電圧特性と書込まれた記憶用セルの電流電
圧特性は、異なるので、センスアンプ回路、基準電圧発
生回路の負荷曲線が、しきい値のばらつき、プロセス条
件の変動により負にシフトすると、VonとVREFの差が設
計値より小さくなり、書込まれた記憶用セルが選択され
た場合、比較検出器で検出が困難になる欠点がある。As described above, the conventional reference voltage generation circuit 15 uses the IGFET as the current source that determines the output voltage V REF, and the (gate width) / (gate length) of the IGFET, the reference connected to the gate electrode of the IGFET. By controlling the voltage of the read control line for output, the output voltage V REF is set to the output voltage V on of the sense amplifier circuit 12 when the written memory cell is selected,
Designed so that the erased memory cell is in the middle of the output voltage V off of the sense amplifier circuit when selected.
The current-voltage characteristics of the IGFET and the written memory cells are different, so if the load curves of the sense amplifier circuit and the reference voltage generation circuit shift negatively due to variations in threshold values and process conditions. , If the difference between V on and V REF becomes smaller than the design value and the written memory cell is selected, it is difficult to detect with the comparison detector.
又、負荷曲線が、しきい値のバラツキ,プロセス条件の
変動により正にシフトするとVonとVoffとの差が設計値
より大きくなり、次に消去された記憶用セルが選択され
た場合、読出しスピードが遅くなる欠点がある。又、従
来例の基準電圧発生回路は、出力電圧をチップの機能チ
ェックの段階で任意に変化することができないので、書
込まれた記憶用セルに流れる電流がチップ内でどの程度
バラツイているか推測できず、大容量のEEPROMに適さな
い欠点があった。If the load curve shifts positively due to threshold variation and process condition variation, the difference between V on and V off becomes larger than the design value, and if the erased memory cell is selected, There is a drawback that the reading speed becomes slow. In addition, since the reference voltage generation circuit of the conventional example cannot arbitrarily change the output voltage at the stage of checking the function of the chip, it is estimated how much the current flowing in the written memory cell varies within the chip. It was not possible, and there was a drawback that it was not suitable for large capacity EEPROM.
本発明の目的は、しきい値のバラツキやプロセス条件の
変動があっても、比較検出器が設計値通りに動作し、チ
ップの機能チェックにおいて、書込まれた記憶用セルが
選択された場合、記憶用セルに流れる電流のばらつきを
評価でき、又その評価結果から、基準電圧発生回路の出
力電圧を適正な値に設定できるようにした不揮発性半導
体記憶装置を提供することにある。It is an object of the present invention that, even if there is a variation in threshold value or a change in process condition, the comparison detector operates according to the design value, and the written memory cell is selected in the function check of the chip. Another object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device capable of evaluating the variation in the current flowing through the memory cell and setting the output voltage of the reference voltage generating circuit to an appropriate value based on the evaluation result.
本発明の構成は、ディジタル信号の「0」または「1」
を記憶する複数の記憶素子と、これら記憶素子の記憶内
容に従って電圧を出力する複数のディジット線と、これ
らディジット線の電圧変化を検出するセンスアンプ回路
と、これらセンスアンプ回路の出力電圧に対応するレベ
ル判定の基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、この
基準電圧発生回路の出力電圧と前記センスアンプの出力
電圧とを比較し出力電圧としてとり出す比較検出器とを
有する不揮発性半導体記憶装置において、前記基準電圧
発生回路が、前記記憶素子と同一の構造と同一の特性と
をもつ擬似記憶素子と、この擬似記憶素子に前記ディジ
タル信号を書込む書込み回路と、この書込み回路に供給
され前記擬似記憶素子の書込み電圧とその書込み時間と
を設定する書込み制御回路とを少くとも備え、前記擬似
記憶素子に書込まれるしきい値の絶対値を、前記記憶素
子に書込まれたのしきい値よりも低く設定することによ
り、「0」を記憶した記憶素子が選択された時の前記セ
ンスアンプ回路の出力電圧と、「1」を記憶した記憶素
子が選択された時の前記センスアンプ回路の出力電圧と
の間に設定できるようにしたことを特徴とする。The configuration of the present invention is a digital signal "0" or "1".
Corresponding to the output voltages of these sense amplifier circuits, a plurality of storage elements that store the data, a plurality of digit lines that output a voltage according to the stored contents of these storage elements, a sense amplifier circuit that detects a voltage change of these digit lines. In a non-volatile semiconductor memory device having a reference voltage generation circuit for generating a reference voltage for level determination, and a comparison detector for comparing the output voltage of the reference voltage generation circuit with the output voltage of the sense amplifier and taking out as an output voltage. The reference voltage generating circuit has a pseudo memory element having the same structure and the same characteristics as the memory element, a write circuit for writing the digital signal into the pseudo memory element, and the pseudo circuit supplied to the write circuit. At least a write control circuit for setting the write voltage of the storage element and the write time thereof is provided, and the write control circuit for writing to the pseudo storage element is provided. By setting the absolute value of the threshold value to be lower than the threshold value written in the storage element, the output voltage of the sense amplifier circuit when the storage element storing "0" is selected. And the output voltage of the sense amplifier circuit when the storage element storing "1" is selected.
次に、本発明について図面を参照する。 The present invention will now be referred to the drawings.
第1図は本発明の一実施例に用いられる基準電圧発生回
路(15)の回路ブロック図である。図中、Q4,Q5,I1は第
9図と同じであり、M3は記憶用セルMM11〜Mn1と構造お
よび特性が同一のリファレンスセル(以下リファレンス
セルという)である。Yセレクト線YRおよびXセレクト
線XRは、リファレンスセルYデコーダ4およびリファレ
ンスセルXデコーダ3に接続され、制御信号によってリ
ファレンスセルM3が選択された時、書込み・消去モード
では電圧VPPが読出しモードでは電圧VPPが供給される。
また、Q2はドレインがFETQ5のドレインに、ゲートがY
セレクト線YRに接続され、第9図のQ7と同一の(ゲート
幅)/(ゲート長)を持つ選択用のNE-IGFET、M1はドレ
インがIGFETQ5のソースに、ゲートがXセレクト線XRに
接続された選択用のNE-IGFET、Q3は、ドレインがコント
ロールゲート電圧制御回路13の出力CGSに、ゲートがY
セレクト線YRに接続されたNE-IGFET、M2はドレインがIG
FETQ3のソースに、ゲートがXセレクト線XRに接続され
たNE-IGFETであり、レファレンスセルM3は、ドレインが
IGFETM1のソースに、ソースが(VS)の出力VS1にゲート
がIGFETM2のソースに接続されている。また、チャージ
ポンプ回路2はリファレンスセルM3を書き込む条件(V
PP書き込みパルス時間)を決定し、書込み制御回路1は
リファレンスセルM3を書込む時に出力WCRにVPPが出力さ
れる。また、Q1はドレインがチャージポンプ回路2の出
力CPRに、ソースがIGFETQ2のドレインに、ゲートが書込
み制御回路1の出力WCRに接続され書込み用のNE-IGFET
である。FIG. 1 is a circuit block diagram of a reference voltage generating circuit (15) used in an embodiment of the present invention. In the figure, Q 4 , Q 5 , and I 1 are the same as in FIG. 9, and M 3 is a reference cell (hereinafter referred to as a reference cell) having the same structure and characteristics as the memory cells M M11 to Mn1 . The Y select line Y R and the X select line X R are connected to the reference cell Y decoder 4 and the reference cell X decoder 3, and when the reference cell M 3 is selected by the control signal, the voltage V PP is set in the write / erase mode. In read mode, voltage V PP is supplied.
The drain of Q 2 is the drain of FET Q 5 and the gate is Y.
NE-IGFET for selection connected to select line Y R and having the same (gate width) / (gate length) as Q 7 in FIG. 9, M 1 has drain as the source of IGFET Q 5 , and gate has X select NE-IGFET for selecting which is connected to line X R, Q 3 has its drain to the output CGS of the control gate voltage control circuit 13, the gate is Y
NE-IGFET connected to select line Y R , M 2 has drain IG
The source of FETQ 3 is a NE-IGFET whose gate is connected to the X select line X R , and the reference cell M 3 has a drain
The source of IGFETM 1 has its source connected to the output V S1 of (V S ) and its gate connected to the source of IGFETM 2 . Also, the charge pump circuit 2 condition for writing the reference cell M 3 (V
PP write pulse time) is determined, and the write control circuit 1 outputs V PP to the output WCR when writing the reference cell M 3 . In addition, the drain of Q 1 is connected to the output CPR of the charge pump circuit 2, the source is connected to the drain of IGFET Q 2 , and the gate is connected to the output WCR of the write control circuit 1, and the NE-IGFET for writing is used.
Is.
本実施例の基準電圧発生回路の出力電圧VREFの設定方法
について述べる。A method of setting the output voltage V REF of the reference voltage generation circuit of this embodiment will be described.
第2図に示すように、書込まれた記憶用セルのしきい値
VTn(W)は書込み電圧VPPと、書き込みパルス幅tpwに
依存する。例えば、チャージポンプ回路2を、VPP=20
V、tpw=1msになるように設計し、記憶用セルを書込む
と、第2図よりVTn(W)=−4Vになることが分かる。V
Tn(W)=−4Vの時の記憶用セルに流れる電流の電流電
圧特性を第3図のIceに示され、これは第10図のIceと同
一である。As shown in FIG. 2, the threshold value of the written memory cell
V Tn (W) depends on the write voltage V PP and the write pulse width t pw . For example, if the charge pump circuit 2 is V PP = 20
It is understood from FIG. 2 that V Tn (W) = − 4 V is obtained by designing V and t pw = 1 ms and writing the memory cell. V
The current-voltage characteristic of the current flowing through the memory cell when Tn (W) = − 4V is shown in I ce of FIG. 3, which is the same as I ce of FIG.
本実施例の基準電圧発生回路は、記憶用セルと同一の構
造と特性をもつリファレンスセルM3を有しているので、
このリファレンスセルM3を記憶用セルと同様な手段で書
込み、しきい値VTMR(W)を初期状態よりも負にシフト
させ、リファレンスセルM3に流れる電流を制御すること
により出力電圧VREFを所望の値に設定することができ
る。Since the reference voltage generating circuit of this embodiment has the reference cell M 3 having the same structure and characteristics as the memory cell,
The reference cell M 3 is written by the same means as the memory cell, the threshold V TMR (W) is shifted more negatively than the initial state, and the current flowing through the reference cell M 3 is controlled to output voltage V REF. Can be set to a desired value.
例えば、リファレンスセルM3のしきい値VTMR(W)をV
TMR(W)=−2Vに設定する場合は、第2図から第1図
に示すチャージポンプ回路2を、VPP=20V、tpw=0.1ms
又はVPP=19V、tpw=1msに設計すれば良いことが分か
る。For example, the threshold V TMR (W) of the reference cell M 3 is set to V
When setting TMR (W) = − 2V, charge pump circuit 2 shown in FIG. 2 to FIG. 1 should have V PP = 20V, t pw = 0.1ms.
Alternatively, it can be seen that the design should be V PP = 19V and t pw = 1ms.
このように設計してリファレンスセルM3を書き込んだ場
合のリファレンスセルに流れる電流の電流電圧特性は第
3図のIRのようになる。The current-voltage characteristic of the current flowing through the reference cell when the reference cell M 3 is written by designing as described above is as shown by I R in FIG.
第3図のIRと第10図のIR3を比較すると、本実施例の基
準電圧発生回路は、リファレンスセルM3を有しているの
で、IRはIceと同様に、飽和領域が存在しない電流電圧
特性となる。この基準電圧発生回路を用いた場合、セン
スアンプ回路、基準電圧発生回路の負荷曲線がしきい値
のばらつき,プロセス条件の変動等で設計値から変化し
た時の、書込まれた記憶用セルが選択された場合のセン
スアンプ回路の出力電圧Vonと、基準電圧発生回路の出
力電圧VREFとの関係を第3図、第4図を用いて説明す
る。Comparing I R in FIG. 3 with I R3 in FIG. 10, the reference voltage generating circuit of the present embodiment has the reference cell M 3 , so that I R has the same saturation region as I ce. The current-voltage characteristic does not exist. When this reference voltage generating circuit is used, the written memory cells are not written when the load curves of the sense amplifier circuit and the reference voltage generating circuit change from the design values due to variations in threshold values, fluctuations in process conditions, etc. The relationship between the output voltage V on of the sense amplifier circuit when selected and the output voltage V REF of the reference voltage generation circuit will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
第4図は第11図と同様に、記憶用セル、リファレンスセ
ルに流れる電流に対する、センスアンプ回路の出力電圧
Vonと、基準電圧発生回路の出力電圧VREFの変化を示
す。電流値が0の時のセンスアンプ回路の出力電圧は、
消去された記憶用セルが選択された場合のセンスアンプ
回路の出力電圧Voffに対応する。Similar to FIG. 11, FIG. 4 shows the output voltage of the sense amplifier circuit with respect to the current flowing in the memory cell and the reference cell.
The change in V on and the output voltage V REF of the reference voltage generation circuit are shown. The output voltage of the sense amplifier circuit when the current value is 0 is
It corresponds to the output voltage V off of the sense amplifier circuit when the erased memory cell is selected.
(1)、負荷曲線L1がL2と負にシフトした場合、負荷曲
線とIceの交点P1がP2に変化し、負荷曲線とIRの交点R1
がR2に変化する。従って、記憶用セルに流れる電流ION
(1)がION(2)に変化し、リファレンスセルに流れ
る電流IREF(1)がIREF(2)に変化する。この時、第
4図から、センスアンプ回路の出力VON(1)がV
ON(2)に、基準電圧発生回路の出力電圧VREF(1)が
VREF(2)に変化することが分かる。(1) When the load curve L 1 shifts negatively with L 2 , the intersection point P 1 between the load curve and I ce changes to P 2 and the intersection point R 1 between the load curve and I R
Changes to R 2 . Therefore, the current I ON flowing in the memory cell is
(1) changes to I ON (2), and the current I REF (1) flowing in the reference cell changes to I REF (2). At this time, from FIG. 4, the output V ON (1) of the sense amplifier circuit is V
When ON (2), the output voltage V REF (1) of the reference voltage generator is
It can be seen that it changes to V REF (2).
(2)、負荷曲線L1がL3と正にシフトした場合、負荷曲
線とIceの交点P1がP3に変化し、負荷曲線とIRの交点R1
がR3に変化する。従って、記憶用セルに流れる電流ION
(1)がION(3)に変化し、リファレンスセルに流れ
る電流IREF(1)がIREF(3)に変化する。この時、第
4図から、センスアンプ回路の出力VON(1)がV
ON(3)に、基準電圧発生回路の出力電圧VREF(1)が
VREF(3)に変化することが分かる。(2) When the load curve L 1 shifts positively with L 3 , the intersection point P 1 between the load curve and I ce changes to P 3 and the intersection point R 1 between the load curve and I R
Changes to R 3 . Therefore, the current I ON flowing in the memory cell is
(1) changes to I ON (3), and the current I REF (1) flowing in the reference cell changes to I REF (3). At this time, from FIG. 4, the output V ON (1) of the sense amplifier circuit is V
When ON (3), the output voltage V REF (1) of the reference voltage generator is
It can be seen that it changes to V REF (3).
以上説明したように、本実施例は、負荷曲線L1がL2のよ
うに負にシフトしても、センスアンプ回路の出力電圧V
ONと、基準電圧発生回路の出力電圧VREFの差(V
REF(2)−VON(2))が、設定値の場合の差(V
REF(1)−VON(1))に比べてその減少量が従来例よ
り小さいので、従来例の場合のように、次段の比較検出
器で書き込まれた記憶用セルが選択された場合検出が困
難になることはない。As described above, in the present embodiment, even if the load curve L 1 shifts to a negative value like L 2 , the output voltage V of the sense amplifier circuit is
The difference between ON and the output voltage V REF of the reference voltage generator (V
REF (2) -V ON (2)) is the difference (V
REF (1) -V ON (1)) has a smaller reduction amount than that of the conventional example. Therefore, as in the case of the conventional example, when the memory cell written by the comparison detector in the next stage is selected. It is not difficult to detect.
又、負荷曲線L1がL3と正にシフトしても、センスアンプ
回路の出力電圧VONと、基準電圧発生回路の出力電圧V
REFの差(VREF(3)−VON(3))が、設計値の場合の
差(VREF(1)−VON(1))に比べ増加量が従来例の
場合に比べ小さいので、従来例の場合のように、次に消
去された記憶用セルが選択されても読出し速度が遅くな
るということはない。Even if the load curve L 1 shifts positively to L 3 , the output voltage V ON of the sense amplifier circuit and the output voltage V V of the reference voltage generation circuit
Since the difference in REF (V REF (3) -V ON (3)) is smaller than the difference in the design value (V REF (1) -V ON (1)), it is smaller than in the case of the conventional example. As in the case of the conventional example, the read speed does not slow down even if the next erased storage cell is selected.
第5図は本発明の第2の実施例のブロック図である。本
実施例は、第1の実施例におけるチャージポンプ2の代
りに、外部端子20およびこの外部端子20にゲートとドレ
インが共通に接続されソースが出力線に接続され端子20
に電流が流れることを防止する逆流防止用のNE-IGFETQ6
が設けられている。FIG. 5 is a block diagram of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of the charge pump 2 in the first embodiment, an external terminal 20 and a gate and a drain are commonly connected to the external terminal 20 and a source is connected to an output line.
NE-IGFET Q 6 for backflow prevention to prevent current from flowing in
Is provided.
本実施例において、リファレンスセルM3を書込む方法に
ついて説明する。In this embodiment, a method of writing the reference cell M 3 will be described.
第1の実施例は、チップ内部に内蔵されたチャージポン
プ回路2からの書込み電圧VPP、書込みパルスS1,T1(第
6図)により、リファレンスセルM3を書込むのである
が、本実施例は、書込み電圧と、書込みパルスとを外部
端子20で直接制御することができる。本実施例において
も、第1の実施例で述べたように、リファレンスセルM3
のしきい値VTMR(W)をVTMR(W)=−2Vに設定する場
合の例について述べる。In the first embodiment, the reference cell M 3 is written by the write voltage V PP and the write pulses S 1 and T 1 (FIG. 6) from the charge pump circuit 2 built in the chip. In the embodiment, the write voltage and the write pulse can be directly controlled by the external terminal 20. Also in this embodiment, as described in the first embodiment, the reference cell M 3
An example in which the threshold value V TMR (W) of is set to V TMR (W) = − 2V will be described.
図においては、FERQ6のソースがチャージポンプ回路2
の出力に対応するので、そのソース電圧が20Vになるよ
うに、第6図のパルスS1に示すように、端子20にパルス
電圧(例えば最大値が22.5V,パルス時間が0.1ms)を加
えるか、パルスT1に示すように、FETQ6のソース電圧が1
9Vになるように、端子20にパルス電圧(例えば最大値が
21.5V,パルス時間が1ms)を加えれば良い。入力電圧S1,
T1に対しソース電圧S2,T2が示されている。In the figure, the source of FERQ 6 is the charge pump circuit 2.
Pulse voltage (for example, the maximum value is 22.5V, the pulse time is 0.1ms) is applied to the terminal 20 as shown by pulse S 1 in FIG. 6 so that the source voltage is 20V. Or the source voltage of FET Q 6 is 1 as shown in pulse T 1.
A pulse voltage (for example, the maximum value is
21.5V, pulse time 1ms) should be added. Input voltage S 1 ,
Source voltages S 2 and T 2 are shown for T 1 .
本実施例において、しきい値のばらつき、プロセス条件
の変動等により、負荷曲線が設計値から正,又は負にシ
フトした場合の電圧Von,Voffの設計値からの変化は、第
1の実施例と全く同様である。In the present embodiment, when the load curve shifts from the design value to the positive or negative value due to the variation of the threshold value, the change of the process condition, etc., the change from the design value of the voltages V on and V off is the first value. This is exactly the same as the embodiment.
また、本実施例は、外部端子20から任意の書込み電圧、
書込みパルス時間でリファレンスセルM3を書込み、しき
い値を変化させ、基準電圧発生回路の出力電圧を変化さ
せることができるので、本実施例をEEPROMに搭載するこ
とにより、チップの機能チェックの段階で、外部端子か
ら高電圧を印加してリファレンスセルを書込み、基準電
圧発生回路の出力電圧を変化させ、書込まれた記憶用セ
ルが正しく読出せるかどうかチェックすることにより、
書込まれた記憶用セルに流れる電流がチップ内の記憶用
セルでどのくらいバラツイているか評価でき、この評価
結果から基準電圧発生回路の出力電圧を記憶用セルに流
れる電流のバラツキを考慮して、適正な値に設定するこ
とができる。Further, the present embodiment, an arbitrary write voltage from the external terminal 20,
Since the reference cell M 3 can be written in the write pulse time to change the threshold voltage and change the output voltage of the reference voltage generation circuit, by mounting this embodiment in the EEPROM, it is possible to check the function of the chip. By applying a high voltage from the external terminal to write the reference cell, changing the output voltage of the reference voltage generation circuit, and checking whether the written memory cell can be read correctly,
It is possible to evaluate how much the current flowing in the written memory cells varies in the memory cells in the chip, and from this evaluation result, the output voltage of the reference voltage generation circuit is considered in consideration of the variation in the current flowing in the memory cells. It can be set to an appropriate value.
以上述べたように、本発明の半導体記憶装置は、基準電
圧発生回路に記憶用セルと構造と特性が同一である擬似
記憶素子(リファレンスセル)と、書込み回路とを有し
ており、このリファレンスセルを書込み、このリファレ
ンスセルのしきい値を変化させ、このリファレンスセル
に流れる電流を制御し、基準電圧発生回路の出力電圧
を、書込まれた記憶用セルが選択された場合のセンスア
ンプ回路の出力電圧と、消去された記憶用セルが選択さ
れた場合のセンスアンプ回路の出力電圧の中間に設定す
ることができる。As described above, the semiconductor memory device of the present invention has, in the reference voltage generation circuit, the pseudo memory element (reference cell) having the same structure and characteristics as the memory cell, and the write circuit. A cell is written, the threshold value of this reference cell is changed, the current flowing through this reference cell is controlled, and the output voltage of the reference voltage generation circuit is set to the sense amplifier circuit when the written memory cell is selected. Output voltage and the output voltage of the sense amplifier circuit when the erased storage cell is selected can be set to an intermediate value.
従って、記憶用セルとリファレンスセルの電流電圧特性
が、共に飽和領域をもたない特性を持ち、しきい値の変
化、プロセス条件のばらつきにより、センスアンプ回
路、基準電圧発生回路の負荷曲線が設計値から変化し、
記憶用セルに流れる電流が変化し、センスアンプ回路の
出力電圧が変化しても、リファレンスセルに流れる電流
も同様に変化し、基準電圧発生回路の出力電圧も同様に
変化させることが出来る。Therefore, the current-voltage characteristics of the memory cell and the reference cell both have characteristics that do not have a saturation region, and the load curves of the sense amplifier circuit and the reference voltage generation circuit are designed due to changes in the threshold value and variations in process conditions. Change from the value,
Even if the current flowing through the memory cell changes and the output voltage of the sense amplifier circuit changes, the current flowing through the reference cell also changes and the output voltage of the reference voltage generating circuit can also change.
従って、センスアンプ回路、基準電圧発生回路の負荷曲
線が設計値から変化しても、基準電圧発生回路の出力電
圧VREFと、書込まれた記憶用セルが選択された場合のセ
ンスアンプ回路の出力電圧Vonの差(VREF−Von)がほぼ
設計値通りになり、従来例の場合のように、この差が小
さくなり、次段の比較検出器で検出が困難になったり、
この差が大きくなりすぎて次に消去された記憶用セルが
選択された場合、読出し速度が遅くなるようなことはな
くなる。Therefore, even if the load curves of the sense amplifier circuit and the reference voltage generation circuit change from the design values, the output voltage V REF of the reference voltage generation circuit and the sense amplifier circuit when the written memory cell is selected The difference in the output voltage V on (V REF −V on ) becomes almost as designed, and this difference becomes small as in the case of the conventional example, making it difficult to detect with the comparison detector in the next stage,
If this difference becomes too large and the next erased storage cell is selected, the reading speed will not slow down.
第1図は本発明の一実施例中の基準電圧発生回路の回路
図、第2図は本実施例に用いられる記憶用セルの書込み
および消去時のしきい値VTの変動を示す波形図、第3図
は本実施例の負荷曲線,記憶用セルおよびリファレンス
セルの電流電圧特性図、第4図は本実施例の記憶用セル
の出力電圧特性図、第5図は本発明の第2の実施例の基
準電圧発生回路の回路図、第6図は第2の実施例の外部
端子に印加されるパルスの波形図、第7図は従来のEEPR
OMの一例のブロック図、第8図は第7図のセンスアンプ
の一例の回路図、第9図は第7図の基準電圧発生回路の
一例の回路図、第10図は従来例の負荷特性図,記憶用セ
ルおよびレファレンスセルの電流電圧特性図、第11図は
従来例の記憶用セルの出力電圧特性図である。 1,10……書込み制御回路、2,11……チャージポンプ回
路、3……Xデコード回路、4……Yデコード回路、12
……センスアンプ回路、13……コントロールゲート電圧
制御回路、14……ソース電圧制御回路、15……レファレ
ンス回路、16……比較検出器、17……出力バッファ、20
……外部端子、21……出力端子、I1,I2……インバー
タ、M1,M2,M4,M5……NE-IGFET、M3……レファレンスセ
ル、M11〜Mn1……メモリセル、MM11……記憶用セル、M
S11……選択用セル、Q1……書込み用NE-IGFET、Q2,Q3,Q
5〜Q7,Q9,Q11〜Q13……NE-IGFET、Q4,Q8……PE-IGFETFIG. 1 is a circuit diagram of a reference voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a waveform diagram showing fluctuations of a threshold V T during writing and erasing of a memory cell used in this embodiment. FIG. 3 is a current-voltage characteristic diagram of the load curve, the memory cell and the reference cell of this embodiment, FIG. 4 is an output voltage characteristic diagram of the memory cell of this embodiment, and FIG. 5 is the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram of a reference voltage generating circuit of the embodiment, FIG. 6 is a waveform diagram of a pulse applied to an external terminal of the second embodiment, and FIG. 7 is a conventional EEPR.
FIG. 8 is a block diagram of an example of OM, FIG. 8 is a circuit diagram of an example of the sense amplifier of FIG. 7, FIG. 9 is a circuit diagram of an example of the reference voltage generation circuit of FIG. 7, and FIG. FIG. 11 is a current-voltage characteristic diagram of the memory cell and the reference cell, and FIG. 11 is an output voltage characteristic diagram of the conventional memory cell. 1,10 ... write control circuit, 2, 11 ... charge pump circuit, 3 ... X decode circuit, 4 ... Y decode circuit, 12
...... Sense amplifier circuit, 13 …… Control gate voltage control circuit, 14 …… Source voltage control circuit, 15 …… Reference circuit, 16 …… Comparison detector, 17 …… Output buffer, 20
...... External terminal, 21 …… Output terminal, I 1 , I 2 …… Inverter, M 1 , M 2 , M 4 , M 5 …… NE-IGFET, M 3 …… Reference cell, M 11 to M n1 … … Memory cell, M M11 …… Memory cell, M
S11 …… Selection cell, Q 1 …… Write NE-IGFET, Q 2 , Q 3 , Q
5 to Q 7 ,, Q 9 , Q 11 to Q 13 ...... NE-IGFET, Q 4 , Q 8 ...... PE-IGFET
Claims (1)
憶する複数の記憶素子と、これら記憶素子の記憶内容に
従って電圧を出力する複数のディジット線と、これらデ
ィジット線の電圧変化を検出する複数のセンスアンプ回
路と、これらセンスアンプ回路の出力電圧に対応するレ
ベル判定の基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、こ
の基準電圧発生回路の出力電圧と前記各センスアンプ回
路の出力電圧をそれぞれ比較し比較出力としてとりだす
比較検出器とを有する不揮発性半導体記憶装置におい
て、前記基準電圧発生回路が、前記記憶素子と同一の構
造と同一の特性とをもつ擬似記憶素子と、この擬似記憶
素子に前記ディジタル信号を書込む書込み回路と、この
書込み回路に供給され前記擬似記憶素子の書込み電圧と
その書込み時間とを設定する書込み制御回路とを少くと
も備え、前記擬似記憶素子に書込まれるしきい値の絶対
値を、前記記憶素子に書込まれたのしきい値よりも低く
設定することにより、前記基準電圧発生回路の基準電圧
を、前記「0」を記憶した記憶素子が選択された時のセ
ンスアンプ回路の出力電圧と、前記「1」を記憶した記
憶素子が選択された時のセンスアンプ回路の出力電圧と
の間に設定できるようにしたことを特徴とする不揮発性
半導体記憶装置。1. A plurality of storage elements that store "0" or "1" of a digital signal, a plurality of digit lines that output a voltage according to the stored contents of these storage elements, and a voltage change of these digit lines is detected. A plurality of sense amplifier circuits, a reference voltage generating circuit that generates a reference voltage for level determination corresponding to the output voltages of these sense amplifier circuits, an output voltage of the reference voltage generating circuit, and an output voltage of each of the sense amplifier circuits. In a non-volatile semiconductor memory device having a comparison detector for comparing and outputting as a comparison output, the reference voltage generating circuit includes a pseudo memory element having the same structure and the same characteristics as the memory element, and the pseudo memory element. A write circuit for writing the digital signal, a write voltage supplied to the write circuit and a write time for the pseudo memory element At least a write control circuit for setting the absolute value of the threshold value written in the pseudo storage element lower than the threshold value written in the storage element, With respect to the reference voltage of the generating circuit, the output voltage of the sense amplifier circuit when the storage element storing "0" is selected, and the output voltage of the sense amplifier circuit when the storage element storing "1" is selected A non-volatile semiconductor memory device characterized in that it can be set to a voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042740A JPH07105148B2 (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Nonvolatile semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042740A JPH07105148B2 (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Nonvolatile semiconductor memory device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217796A JPH01217796A (en) | 1989-08-31 |
| JPH07105148B2 true JPH07105148B2 (en) | 1995-11-13 |
Family
ID=12644420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63042740A Expired - Lifetime JPH07105148B2 (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Nonvolatile semiconductor memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105148B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2919379B2 (en) * | 1996-08-29 | 1999-07-12 | 九州日本電気株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2000348493A (en) | 1999-06-03 | 2000-12-15 | Fujitsu Ltd | Non-volatile memory circuit |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856290A (en) * | 1981-09-29 | 1983-04-02 | Nec Corp | Storage device |
| JPS59110096A (en) * | 1982-12-13 | 1984-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | Nonvolatile semiconductor memory device |
| JPS6276098A (en) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Toshiba Corp | Sense amplifier circuit |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63042740A patent/JPH07105148B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01217796A (en) | 1989-08-31 |
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