JP2002184192A - Non-volatile semiconductor memory and its rewriting method - Google Patents
Non-volatile semiconductor memory and its rewriting methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的にデータの
書き換えが可能な不揮発性半導体メモリにおけるデータ
書き換え方法に関するものである。The present invention relates to a data rewriting method in an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory.
【0002】[0002]
【従来の技術】フラッシュEEPROM(Electrically
Erasable and Programmable Read Only Memor
y)は、電源を切ってもメモリセルのデータが消えず、
また一括消去可能なフラッシュメモリは、ディジタルカ
メラなどの大容量メモリや携帯電話の番号格納などに使
用され市場も拡大している。2. Description of the Related Art Flash EEPROMs (Electrically
Erasable and Programmable Read Only Memor
y) means that even if the power is turned off, the data in the memory cells does not disappear,
Also, flash memories that can be erased in a batch are used for large-capacity memories such as digital cameras and for storing numbers of mobile phones, and the market is expanding.
【0003】図14はフラッシュEEPROMに使われ
ているメモリセルの一例の断面構造を示している。13
07はP型の半導体基板、1305,1306はドレイ
ン領域及びソース領域、1304はトンネル酸化膜、1
303は浮遊ゲート、1302は絶縁膜、1301は制
御ゲートである。FIG. 14 shows a sectional structure of an example of a memory cell used in a flash EEPROM. 13
07 is a P-type semiconductor substrate, 1305 and 1306 are drain and source regions, 1304 is a tunnel oxide film, 1
303 is a floating gate, 1302 is an insulating film, and 1301 is a control gate.
【0004】データの書き込みは、制御ゲート1301
に約10ボルト、ドレイン領域1305に5ボルト、ソ
ース領域1306に0ボルトをそれぞれ印加する。これ
により、ソース領域1306からドレイン領域1305
に向かう電子の一部がドレイン領域1305近傍の高電
界によってホットとなり、浮遊ゲート1303に注入さ
れる。Data writing is performed by a control gate 1301.
10 volts, 5 volts to the drain region 1305, and 0 volts to the source region 1306, respectively. As a result, the source region 1306 moves to the drain region 1305.
Some of the electrons traveling toward are heated by the high electric field near the drain region 1305 and injected into the floating gate 1303.
【0005】一方、データの消去は、制御ゲート130
1に0ボルトを印加し、ドレイン領域1305をフロー
ティングとし、ソース領域1306に12ボルトを印加
する。これにより、薄いトンネル酸化膜1304を介し
て、浮遊ゲート1303とソース領域1306との間に
比較的高い電界が印加される。ファウラー・ノルトハイ
ムのトンネル効果により浮遊ゲート1303中の電子が
ソース領域1306に放出される。On the other hand, data is erased by the control gate 130.
0 volts is applied to 1, the drain region 1305 is made floating, and 12 volts is applied to the source region 1306. Thus, a relatively high electric field is applied between the floating gate 1303 and the source region 1306 via the thin tunnel oxide film 1304. Electrons in the floating gate 1303 are emitted to the source region 1306 by Fowler-Nordheim tunnel effect.
【0006】また、データの読み出しは、制御ゲート1
301に5ボルト、ドレイン領域1305に1ボルト、
ソース領域1306に0ボルトをそれぞれ印加する。こ
れにより、浮遊ゲート1303中の電子の有無により、
データ0またはデータ1が得られる。The data reading is performed by the control gate 1
5 volts at 301, 1 volt at drain region 1305,
0 volt is applied to each of the source regions 1306. Thus, depending on the presence or absence of electrons in the floating gate 1303,
Data 0 or data 1 is obtained.
【0007】図13はこのメモリセルを用いた従来のフ
ラッシュEEPROMを示す。メモリセルアレイ120
3は、それぞれ図14の構成をしている浮遊ゲートと制
御ゲートからなるメモリセルが配列されている。メモリ
セルアレイ1203は、m行、n列のマトリックス状に
配置されている。これらのメモリセルアレイ1203の
ソースは共通に接続される。また、メモリセルアレイ1
203の制御ゲートは行ごとに接続される。メモリセル
アレイ1203のドレインは列ごとに接続される。メモ
リセルアレイ1203の共通ソースは、昇圧回路120
4に接続され、消去に必要な高電圧が供給される。メモ
リセルアレイ1203の行線WLは、Xデコーダ120
2に接続される。メモリセルアレイ1203の列線BL
は、Yゲートトランジスタ1206を介して、データ読
み出し用の負荷トランジスタを含むセンスアンプ回路1
207に接続される。このセンスアンプ回路1207
は、外部端子へデータを入出力するための入出力回路1
208、各部の動作を制御するための制御回路1201
に接続される。Yゲートトランジスタ1206の制御ゲ
ートは、Yデコーダ1205に接続される。制御回路1
201は、Xデコーダ1202、Yデコーダ1205、
昇圧回路1204に接続される。FIG. 13 shows a conventional flash EEPROM using this memory cell. Memory cell array 120
Reference numeral 3 denotes an array of memory cells each having a floating gate and a control gate each having the configuration shown in FIG. The memory cell arrays 1203 are arranged in a matrix of m rows and n columns. The sources of these memory cell arrays 1203 are commonly connected. Also, the memory cell array 1
The control gate 203 is connected for each row. The drains of the memory cell array 1203 are connected for each column. The common source of the memory cell array 1203 is
4 to supply a high voltage required for erasing. The row line WL of the memory cell array 1203 is connected to the X decoder 120
2 is connected. Column line BL of memory cell array 1203
Is a sense amplifier circuit 1 including a load transistor for reading data via a Y gate transistor 1206.
207. This sense amplifier circuit 1207
Is an input / output circuit 1 for inputting / outputting data to / from external terminals.
208, a control circuit 1201 for controlling the operation of each unit
Connected to. The control gate of Y gate transistor 1206 is connected to Y decoder 1205. Control circuit 1
201 denotes an X decoder 1202, a Y decoder 1205,
Connected to booster circuit 1204.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体記憶装置
の消去方法は、メモリセルの制御ゲートに0ボルトが加
えられ、ドレイン領域がフローティングとされ、ソース
領域に一定の消去電圧及びパルス幅が与えられる。In a conventional erasing method for a semiconductor memory device, 0 volt is applied to a control gate of a memory cell, a drain region is floated, and a constant erasing voltage and a constant pulse width are applied to a source region. Can be
【0009】データを消去するとき、ソース領域には1
2ボルトの電圧を印加しているが、デバイスの温度が高
くなると周辺回路の温度特性により、ソース領域には1
2ボルトよりも低い電圧が印加される。これにより、メ
モリセルのトンネル酸化膜に印加される電界強度が減少
し、消去速度が遅くなる。このとき、消去時間の規格を
越えるほど遅くなった場合には不良となる。このため、
温度依存が大きい場合には、消去動作を保証できる温度
範囲を狭くしなければならなかった。When erasing data, 1 is added to the source area.
Although a voltage of 2 volts is applied, when the temperature of the device rises, due to the temperature characteristics of peripheral circuits, 1
Voltages lower than 2 volts are applied. As a result, the intensity of the electric field applied to the tunnel oxide film of the memory cell decreases, and the erasing speed decreases. At this time, if the time is delayed so as to exceed the standard of the erasing time, it becomes defective. For this reason,
When the temperature dependence is large, the temperature range in which the erasing operation can be guaranteed has to be narrowed.
【0010】さらに、消去時において問題となっている
のは過消去の発生である。データを消去するとき、ソー
ス領域には12ボルトの高い電圧を印加しているため、
ソース領域と基板との間には大きい電位差が生じる。し
たがって、ソース接合領域でバンド間トンネリング(ba
nd to band tunneling)と電子なだれ降伏が発生す
る。これにより、ソース接合領域に形成された深い空乏
層領域で電界によって加速され、高いエネルギーのホッ
トホールになった後、トンネル酸化膜に注入して、その
うちの一部が酸化膜に捕獲される。このように捕獲され
たホールは消去時に消去速度を大きく増加させる効果を
生み出す。これにより、ホールがトンネル酸化膜内に捕
獲されたセルの消去閾値電圧は、ホールがトンネル酸化
膜内に捕獲されていない他のセルの消去閾値電圧より低
くなる。Further, a problem at the time of erasing is the occurrence of over-erasing. When erasing data, a high voltage of 12 volts is applied to the source region.
A large potential difference occurs between the source region and the substrate. Therefore, band-to-band tunneling (ba
nd to band tunneling) and electron avalanche breakdown occurs. As a result, the region is accelerated by an electric field in the deep depletion layer region formed in the source junction region, becomes a high energy hot hole, is injected into the tunnel oxide film, and a part of the hole is captured by the oxide film. The holes captured in this way have the effect of greatly increasing the erase speed during erase. As a result, the erase threshold voltage of a cell in which holes are captured in the tunnel oxide film is lower than the erase threshold voltage of another cell in which holes are not captured in the tunnel oxide film.
【0011】したがって、セルの消去閾値電圧がマイナ
ス値を有する場合も発生する。このような場合には常に
これらセルから漏洩電流が流れ、データ読み出し時にエ
ラーが発生する結果をもたらす。デバイスの温度が低く
なると周辺回路の温度特性により、ソース領域には12
ボルトよりも高い電圧が印加される。これにより、メモ
リセルのトンネル酸化膜に印加される電界強度が増加
し、消去速度が早くなる。このため、一回のパルスによ
るメモリセルのVtの低下が大きくなり、メモリセルは
過消去状態に陥りやすくなる。Therefore, a case may occur where the erase threshold voltage of the cell has a negative value. In such a case, a leakage current always flows from these cells, resulting in an error when reading data. When the temperature of the device becomes low, the temperature 12
A voltage higher than volts is applied. As a result, the electric field intensity applied to the tunnel oxide film of the memory cell increases, and the erasing speed increases. For this reason, the Vt of the memory cell is greatly reduced by one pulse, and the memory cell is likely to fall into an overerased state.
【0012】本発明は、上記の課題を解決しようとする
もので、メモリセルの書き込み及び消去の書き換え特性
を向上させ、過消去状態を抑制できる不揮発性半導体記
憶装置とその書き換え方法を提供することを目的とす
る。An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of improving the rewriting characteristics of writing and erasing of a memory cell and suppressing an over-erased state, and a rewriting method therefor. With the goal.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶装置は、メモリセルアレイの温度を検出する温度検
知回路と、メモリセルアレイを構成するメモリセルの書
き換え時に前記温度検知回路の検出温度に応じて前記メ
モリセルのソース領域と浮遊ゲート間の電界が一定とな
るように前記ソース領域への印加電圧の状態を制御する
電圧変換制御回路とを設けたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device, comprising: a temperature detecting circuit for detecting a temperature of a memory cell array; and a detecting circuit for detecting a temperature of the memory cell array when rewriting a memory cell constituting the memory cell array. A voltage conversion control circuit for controlling a state of a voltage applied to the source region so that an electric field between the source region and the floating gate of the memory cell is constant.
【0014】本発明の不揮発性半導体記憶装置の書き換
え方法は、第一導電型半導体基板、前記半導体基板の一
主面に形成された第二導電型のソース領域及びドレイン
領域、前記半導体基板上に第一の絶縁膜を介して形成さ
れる浮遊ゲート、前記浮遊ゲート上に第二の絶縁膜を介
して形成される制御ゲートで構成されたメモリセルを有
する不揮発性半導体記憶装置の書き換えに際し、前記ソ
ース領域と前記浮遊ゲート間の電界が一定となるように
前記不揮発性半導体記憶装置の温度に応じての電圧印加
状態を制御して書き換えを実行することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device, comprising the steps of: providing a semiconductor substrate of a first conductivity type; a source region and a drain region of a second conductivity type formed on one main surface of the semiconductor substrate; At the time of rewriting a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate formed through a first insulating film and a memory cell formed of a control gate formed on the floating gate through a second insulating film, Rewriting is performed by controlling a voltage application state according to a temperature of the nonvolatile semiconductor memory device so that an electric field between a source region and the floating gate becomes constant.
【0015】この構成によると、メモリセルの書き込み
及び消去の書き換え特性を向上させ、過消去状態を抑制
できる。According to this configuration, the rewriting characteristics of writing and erasing of the memory cell can be improved, and the overerased state can be suppressed.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の不揮発性
半導体記憶装置は、メモリセルアレイの温度を検出する
温度検知回路と、メモリセルアレイを構成するメモリセ
ルの書き換え時に前記温度検知回路の検出温度に応じて
前記メモリセルのソース領域と浮遊ゲート間の電界が一
定となるように前記ソース領域への印加電圧の状態を制
御する電圧変換制御回路とを設けたことを特徴とする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1 of the present invention has a temperature detecting circuit for detecting the temperature of a memory cell array, and the temperature detecting circuit detecting the temperature of a memory cell constituting the memory cell array when rewriting. A voltage conversion control circuit for controlling a state of a voltage applied to the source region so that an electric field between the source region and the floating gate of the memory cell becomes constant according to a temperature is provided.
【0017】本発明の請求項2記載の不揮発性半導体記
憶装置の書き換え方法は、第一導電型半導体基板、前記
半導体基板の一主面に形成された第二導電型のソース領
域及びドレイン領域、前記半導体基板上に第一の絶縁膜
を介して形成される浮遊ゲート、前記浮遊ゲート上に第
二の絶縁膜を介して形成される制御ゲートで構成された
メモリセルを有する不揮発性半導体記憶装置の書き換え
に際し、前記ソース領域と前記浮遊ゲート間の電界が一
定となるように前記不揮発性半導体記憶装置の温度に応
じての電圧印加状態を制御して書き換えを実行すること
を特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device, comprising: a first conductivity type semiconductor substrate; a second conductivity type source region and a drain region formed on one main surface of the semiconductor substrate; Nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell composed of a floating gate formed on a semiconductor substrate via a first insulating film and a control gate formed on the floating gate via a second insulating film When rewriting, the rewriting is executed by controlling the voltage application state according to the temperature of the nonvolatile semiconductor memory device so that the electric field between the source region and the floating gate becomes constant.
【0018】本発明の請求項3記載の不揮発性半導体記
憶装置の書き換え方法は、請求項2において、前記不揮
発性半導体記憶装置の温度に応じて前記ゲート領域の印
加電圧のパルス幅を制御することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device according to the second aspect, the pulse width of the voltage applied to the gate region is controlled according to the temperature of the nonvolatile semiconductor memory device. It is characterized by.
【0019】本発明の請求項4記載の不揮発性半導体記
憶装置の書き換え方法は、請求項2において、前記不揮
発性半導体記憶装置の温度に応じて前記ゲート領域の印
加電圧を制御することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device according to the second aspect, wherein a voltage applied to the gate region is controlled according to a temperature of the nonvolatile semiconductor memory device. I do.
【0020】本発明の請求項5記載の不揮発性半導体記
憶装置の書き換え方法は、請求項2〜請求項4におい
て、メモリセルが形成された半導体基板の一主面に形成
された第二導電型のソース領域及びドレイン領域、前記
半導体基板上に第一の絶縁膜を介して形成される制御ゲ
ートからなるトランジスタにおける前記ドレイン領域と
前記ソース領域の間に流れる電流量により不揮発性半導
体記憶装置の温度検知することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device according to the second aspect, wherein the second conductive type is formed on one main surface of the semiconductor substrate on which the memory cell is formed. The temperature of the non-volatile semiconductor storage device is determined by the amount of current flowing between the drain region and the source region in a transistor including a source region and a drain region, and a control gate formed on the semiconductor substrate via a first insulating film. It is characterized by detecting.
【0021】本発明の請求項6記載の不揮発性半導体記
憶装置の書き換え方法は、請求項2〜請求項4におい
て、定電流源から抵抗成分に電流を流して前記抵抗成分
の両端に発生する温度依存性を有する電圧と、温度によ
り電圧値の変動しない基準電圧とを、コンパレータによ
って比較して不揮発性半導体記憶装置の温度を検知する
ことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device according to any one of the second to fourth aspects, wherein a temperature is generated at both ends of the resistance component by flowing a current from the constant current source to the resistance component. The temperature of the nonvolatile semiconductor memory device is detected by comparing a voltage having dependency and a reference voltage whose voltage value does not fluctuate with temperature by a comparator.
【0022】本発明の請求項7記載の不揮発性半導体記
憶装置の書き換え方法は、請求項2〜請求項4におい
て、定電流源からダイオード接続型の基準電圧発生回路
に電流を流して前記抵抗成分の両端に発生する温度依存
性を有する電圧と、温度により電圧値の変動しない基準
電圧とを、コンパレータによって比較して不揮発性半導
体記憶装置の温度を検知することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device according to any one of the second to fourth aspects, wherein a current is supplied from a constant current source to a diode-connected type reference voltage generating circuit so that the resistance component is reduced. The temperature of the nonvolatile semiconductor memory device is detected by comparing a voltage having a temperature dependency generated at both ends of the nonvolatile semiconductor memory device and a reference voltage whose voltage value does not fluctuate with temperature by a comparator.
【0023】本発明の請求項8記載の不揮発性半導体記
憶装置の書き換え方法は、請求項2〜請求項4におい
て、奇数段のインバータをリング状に接続しその発振周
波数が温度依存性を有するリングオシレータから容量成
分に信号を供給して温度に依存した電荷を蓄え、前記容
量成分の両端に発生する電圧と、温度により電圧値の変
動しない第一の基準電圧とを、コンパレータによって比
較して不揮発性半導体記憶装置の温度を検知することを
特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method for rewriting a nonvolatile semiconductor memory device according to the second to fourth aspects, wherein odd-numbered inverters are connected in a ring shape, and the oscillation frequency thereof is temperature-dependent. A signal is supplied from the oscillator to the capacitance component to store a temperature-dependent electric charge. Detecting the temperature of the nonvolatile semiconductor memory device.
【0024】以下、本発明の各実施の形態を図1〜図1
2に基づいて説明する。 (実施の形態1)図1と図2は本発明の(実施の形態
1)を示す。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
2 will be described. (Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 show (Embodiment 1) of the present invention.
【0025】図1のフラッシュEEPROMは、昇圧回
路105により昇圧された電圧値を変化させる電圧変換
回路104と、デバイスの温度を検知する温度検知回路
110と、電圧変換回路104を制御する電圧変換制御
回路111を採用している。The flash EEPROM of FIG. 1 includes a voltage conversion circuit 104 for changing a voltage value boosted by a booster circuit 105, a temperature detection circuit 110 for detecting the temperature of a device, and a voltage conversion control for controlling the voltage conversion circuit 104. The circuit 111 is employed.
【0026】101,102,103,106,10
7,108,109のその他の回路は、それぞれ図13
の1201,1202,1203,1205,120
6,1207,1208と同様である。101, 102, 103, 106, 10
The other circuits 7, 108 and 109 are respectively shown in FIG.
1201, 1202, 1203, 1205, 120
6, 1207, 1208.
【0027】図1のフラッシュEEPROMにおいて、
メモリセルアレイ103は、それぞれ図14の構成をし
ている浮遊ゲートと制御ゲートからなるメモリセルが配
列されている。メモリセルアレイ103は、m行、n列
のマトリックス状に配置されている。これらのメモリセ
ルアレイ103のソースは共通に接続される。また、メ
モリセルアレイ103の制御ゲートは行ごとに接続され
る。メモリセルアレイ103のドレインは列ごとに接続
される。メモリセルアレイ103の共通ソースは、電圧
変換回路104を介して昇圧回路105に接続され、消
去に必要な高電圧が供給される。メモリセルアレイ10
3の行線WLは、Xデコーダ102に接続される。メモ
リセルアレイ103の列線BLは、Yゲートトランジス
タ107を介して、データ読み出し用の負荷トランジス
タを含むセンスアンプ回路108に接続される。このセ
ンスアンプ回路108は、外部端子へデータを入出力す
るための入出力回路109、各部の動作を制御するため
の制御回路101に接続される。デバイスの温度を検知
する温度検知回路110は、電圧変換回路104を制御
する電圧変換制御回路111に接続される。電圧変換制
御回路111は、電圧変換回路104に接続される。Y
ゲートトランジスタ107の制御ゲートは、Yデコーダ
106に接続される。制御回路101は、Xデコーダ1
02、Yデコーダ106、昇圧回路105、温度検知回
路110に接続される。In the flash EEPROM of FIG.
In the memory cell array 103, memory cells each having a floating gate and a control gate having the configuration shown in FIG. 14 are arranged. The memory cell array 103 is arranged in a matrix of m rows and n columns. The sources of these memory cell arrays 103 are commonly connected. The control gates of the memory cell array 103 are connected for each row. The drain of the memory cell array 103 is connected for each column. A common source of the memory cell array 103 is connected to a booster circuit 105 via a voltage conversion circuit 104, and is supplied with a high voltage required for erasing. Memory cell array 10
The third row line WL is connected to the X decoder 102. A column line BL of the memory cell array 103 is connected via a Y gate transistor 107 to a sense amplifier circuit 108 including a load transistor for reading data. The sense amplifier circuit 108 is connected to an input / output circuit 109 for inputting / outputting data to / from external terminals and a control circuit 101 for controlling the operation of each unit. The temperature detection circuit 110 that detects the temperature of the device is connected to a voltage conversion control circuit 111 that controls the voltage conversion circuit 104. The voltage conversion control circuit 111 is connected to the voltage conversion circuit 104. Y
The control gate of gate transistor 107 is connected to Y decoder 106. The control circuit 101 includes the X decoder 1
02, the Y decoder 106, the booster circuit 105, and the temperature detection circuit 110.
【0028】制御回路101から入力されたアドレスに
対して、Xデコーダ102はメモリセルアレイ103の
ワード線WLを選択し、Yデコーダ106はメモリセル
アレイ103のビット線BLの接続されるYゲートトラ
ンジスタ107を選択する。これにより、選択されたア
ドレスごとに、所定の電圧をワード線WLとビット線B
Lに印加する。In response to the address input from control circuit 101, X decoder 102 selects word line WL of memory cell array 103, and Y decoder 106 activates Y gate transistor 107 connected to bit line BL of memory cell array 103. select. As a result, a predetermined voltage is applied to the word line WL and the bit line B for each selected address.
L.
【0029】消去時において、昇圧回路105は、消去
に必要な高電圧を供給する回路であり、昇圧回路105
で供給された高電圧は、電圧変換回路104により幾つ
かの電圧値に変換され、メモリセルアレイ103の共通
ソース線に印加される。電圧変換回路104は、電圧変
換制御回路111によって制御され、電圧変換制御回路
111は、制御回路101によって制御される。At the time of erasing, the boosting circuit 105 is a circuit for supplying a high voltage necessary for erasing.
Is converted into several voltage values by the voltage conversion circuit 104 and applied to the common source line of the memory cell array 103. The voltage conversion circuit 104 is controlled by the voltage conversion control circuit 111, and the voltage conversion control circuit 111 is controlled by the control circuit 101.
【0030】ベリファイ時において、メモリセルアレイ
103の選択したアドレスに対して、所定の電圧をワー
ド線WLとビット線BLに印加したとき、ビット線BL
に流れる電流は、Yゲートトランジスタ107を介して
センスアンプ回路108に入力される。センスアンプ回
路108はパス、フェイルの判定を行い、制御回路10
1に出力する。At the time of verification, when a predetermined voltage is applied to the selected address of the memory cell array 103 to the word line WL and the bit line BL, the bit line BL
Is input to the sense amplifier circuit 108 via the Y gate transistor 107. The sense amplifier circuit 108 performs pass / fail judgment, and the control circuit 10
Output to 1.
【0031】本発明において、従来の消去動作と異なる
のは、消去動作前にデバイスの温度検知を行うことであ
る。消去動作を行う前に、制御回路101により温度検
知回路110を制御し、デバイスの温度を検知する。そ
の結果は電圧変換制御回路111に出力され、電圧変換
制御回路111は、温度検知回路110の出力値によ
り、メモリセルアレイ103の消去電圧を決定し、電圧
変換回路104を制御する。The present invention differs from the conventional erase operation in that the device temperature is detected before the erase operation. Before performing the erase operation, the control circuit 101 controls the temperature detection circuit 110 to detect the temperature of the device. The result is output to the voltage conversion control circuit 111, which determines the erase voltage of the memory cell array 103 based on the output value of the temperature detection circuit 110 and controls the voltage conversion circuit 104.
【0032】これにより、データ消去時において、デバ
イスの温度に応じて、メモリセルのソース領域の消去電
圧を制御できる。また、電圧変換制御回路111によっ
て、メモリセルのトンネル酸化膜に印加される電界強度
が温度によらず一定となるように、メモリセルのソース
領域の消去電圧を制御することで、消去特性の温度依存
をなくすことができる。図2は、図1の実施例における
ソース領域の消去電圧の温度による変化を示す図であ
り、メモリセルのトンネル酸化膜に印加される電界が温
度によらず一定となるように、高温になるに連れてソー
ス領域の消去電圧が増加している。Thus, at the time of data erasure, the erase voltage of the source region of the memory cell can be controlled according to the device temperature. In addition, the voltage conversion control circuit 111 controls the erase voltage of the source region of the memory cell so that the electric field intensity applied to the tunnel oxide film of the memory cell becomes constant regardless of the temperature. Dependency can be eliminated. FIG. 2 is a diagram showing a change in the erase voltage of the source region according to the temperature in the embodiment of FIG. 1, and the temperature becomes high so that the electric field applied to the tunnel oxide film of the memory cell becomes constant regardless of the temperature. The erasing voltage of the source region increases with the increase in the number.
【0033】(実施の形態2)図3と図4は本発明の
(実施の形態2)を示す。図3に示すフラッシュEEP
ROMは、昇圧回路305により昇圧された電圧値を変
化させる電圧変換回路304と、パルス幅を変換するパ
ルス幅変換回路305と、デバイスの温度を検知する温
度検知回路310と、パルス幅変換回路305を制御す
るパルス幅変換制御回路311を採用している。(Embodiment 2) FIGS. 3 and 4 show (Embodiment 2) of the present invention. Flash EEP shown in FIG.
The ROM includes a voltage conversion circuit 304 for changing a voltage value boosted by the booster circuit 305, a pulse width conversion circuit 305 for converting a pulse width, a temperature detection circuit 310 for detecting a device temperature, and a pulse width conversion circuit 305. Is controlled by using a pulse width conversion control circuit 311 for controlling.
【0034】301,302,303,306,30
7,308,309のその他の回路は、それぞれ図13
の1201,1202,1203,1205,120
6,1207,1208と同様である。301, 302, 303, 306, 30
Other circuits 7, 308 and 309 are shown in FIG.
1201, 1202, 1203, 1205, 120
6, 1207, 1208.
【0035】図3のフラッシュEEPROMにおいて、
メモリセルアレイ303は、それぞれ図14の構成をし
ている浮遊ゲートと制御ゲートからなるメモリセルが配
列されている。メモリセルアレイ303は、m行、n列
のマトリックス状に配置されている。これらのメモリセ
ルアレイ303のソースは共通に接続される。また、メ
モリセルアレイ303の制御ゲートは行ごとに接続され
る。メモリセルアレ3303のドレインは列ごとに接続
される。メモリセルアレイ303の共通ソースは、昇圧
回路304に接続され、消去に必要な高電圧が供給され
る。昇圧回路304は、パルス幅変換回路305に接続
され、消去電圧のパルス幅が変換される。メモリセルア
レイ303の行線WLは、Xデコーダ302に接続され
る。メモリセルアレイ303の列線BLは、Yゲートト
ランジスタ307を介して、データ読み出し用の負荷ト
ランジスタを含むセンスアンプ回路308に接続され
る。このセンスアンプ回路308は、外部端子へデータ
を入出力するための入出力回路309、各部の動作を制
御するための制御回路301に接続される。デバイスの
温度を検知する温度検知回路310は、パルス幅変換回
路305を制御するパルス幅変換制御回路311に接続
される。パルスは幅変換制御回路311は、パルス幅変
換回路305に接続される。Yゲートトランジスタ30
7の制御ゲートは、Yデコーダ306に接続される。制
御回路301は、Xデコーダ302、Yデコーダ30
6、昇圧回路304、温度検知回路310に接続され
る。In the flash EEPROM of FIG.
In the memory cell array 303, memory cells each having a floating gate and a control gate having the configuration shown in FIG. 14 are arranged. The memory cell array 303 is arranged in a matrix of m rows and n columns. The sources of these memory cell arrays 303 are commonly connected. The control gates of the memory cell array 303 are connected for each row. The drains of the memory cell array 3303 are connected for each column. The common source of the memory cell array 303 is connected to the booster circuit 304 and supplied with a high voltage required for erasing. The booster circuit 304 is connected to the pulse width conversion circuit 305, and converts the pulse width of the erase voltage. The row line WL of the memory cell array 303 is connected to the X decoder 302. The column line BL of the memory cell array 303 is connected via a Y gate transistor 307 to a sense amplifier circuit 308 including a load transistor for reading data. The sense amplifier circuit 308 is connected to an input / output circuit 309 for inputting / outputting data to / from an external terminal and a control circuit 301 for controlling the operation of each unit. The temperature detection circuit 310 that detects the temperature of the device is connected to a pulse width conversion control circuit 311 that controls the pulse width conversion circuit 305. The pulse width conversion control circuit 311 is connected to the pulse width conversion circuit 305. Y gate transistor 30
7 is connected to the Y decoder 306. The control circuit 301 includes an X decoder 302, a Y decoder 30
6, connected to the booster circuit 304 and the temperature detection circuit 310.
【0036】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。制御回路301から入力されたアドレスに
対して、Xデコーダ302はメモリセルアレイ303の
ワード線WLを選択し、Yデコーダ306はメモリセル
アレイ303のビット線BLの接続されるYゲートトラ
ンジスタ307を選択する。これにより、選択されたア
ドレスごとに、所定の電圧をワード線WLとビット線B
Lに印加する。The operation of the above configuration will now be described. For the address input from the control circuit 301, the X decoder 302 selects the word line WL of the memory cell array 303, and the Y decoder 306 selects the Y gate transistor 307 connected to the bit line BL of the memory cell array 303. As a result, a predetermined voltage is applied to the word line WL and the bit line B for each selected address.
L.
【0037】消去時において、昇圧回路304は、消去
に必要な高電圧を供給する回路であり、パルス幅変換回
路305で幾つかのパルス幅に変換された電圧を昇圧す
る。昇圧回路304で供給された高電圧は、メモリセル
アレイ303の共通ソース線に印加される。パルス幅変
換回路305は、パルス幅変換制御回路311によって
制御され、パルス幅変換制御回路311は、制御回路3
01によって制御される。At the time of erasing, the boosting circuit 304 is a circuit for supplying a high voltage necessary for erasing, and boosts the voltage converted to several pulse widths by the pulse width converting circuit 305. The high voltage supplied by the booster circuit 304 is applied to a common source line of the memory cell array 303. The pulse width conversion control circuit 311 is controlled by the pulse width conversion control circuit 311.
01.
【0038】ベリファイ時において、メモリセルアレイ
303の選択したアドレスに対して、所定の電圧をワー
ド線WLとビット線BLに印加したとき、ビット線BL
に流れる電流は、Yゲートトランジスタ307を介して
センスアンプ回路308に入力される。センスアンプ回
路308はパス、フェイルの判定を行い、制御回路30
1に出力する。At the time of verification, when a predetermined voltage is applied to the selected address of the memory cell array 303 to the word line WL and the bit line BL, the bit line BL
Is input to the sense amplifier circuit 308 via the Y gate transistor 307. The sense amplifier circuit 308 performs pass / fail judgment, and the control circuit 30
Output to 1.
【0039】本発明において、従来の消去動作と異なる
のは、消去動作前にデバイスの温度検知を行うことであ
る。消去動作を行う前に、制御回路301により温度検
知回路310を制御し、デバイスの温度を検知する。そ
の結果はパルス幅変換制御回路311に出力され、パル
ス幅変換制御回路311は、温度検知回路310の出力
値により、メモリセルアレイ303の消去電圧のパルス
幅を決定し、パルス幅変換回路305を制御する。The present invention differs from the conventional erase operation in that the device temperature is detected before the erase operation. Before performing the erase operation, the control circuit 301 controls the temperature detection circuit 310 to detect the temperature of the device. The result is output to the pulse width conversion control circuit 311. The pulse width conversion control circuit 311 determines the pulse width of the erase voltage of the memory cell array 303 based on the output value of the temperature detection circuit 310, and controls the pulse width conversion circuit 305. I do.
【0040】これにより、データ消去時において、デバ
イスの温度に応じて、メモリセルのソース領域の消去電
圧のパルス幅を制御できる。また、デバイスの温度特性
により消去速度が早い場合には、メモリセルのソース領
域の消去電圧のパルス幅、またはメモリセルの制御ゲー
トの印加電圧のパルス幅を制御することで、過消去の発
生を抑制することができる。図4は、図3の実施例にお
けるソース領域の消去電圧のパルス幅の温度による変化
を示す図であり、過消去の発生を抑制するために、低温
になるにつれソース領域の消去電圧のパルス幅が減少し
ている。Thus, at the time of data erasing, the pulse width of the erasing voltage of the source region of the memory cell can be controlled according to the device temperature. If the erasing speed is high due to the temperature characteristics of the device, excessive erasure can be prevented by controlling the pulse width of the erasing voltage of the source region of the memory cell or the pulse width of the voltage applied to the control gate of the memory cell. Can be suppressed. FIG. 4 is a diagram showing a change in the pulse width of the erase voltage of the source region with temperature in the embodiment of FIG. 3. In order to suppress the occurrence of over-erasure, the pulse width of the erase voltage of the source region decreases as the temperature decreases. Is decreasing.
【0041】(実施の形態3)図5と図6は本発明の
(実施の形態3)を示す。図5に示すフラッシュEEP
ROMは、負昇圧回路511と、負昇圧回路511によ
り負昇圧された電圧値を変化させる電圧変換回路512
と、デバイスの温度を検知する温度検知回路509と、
電圧変換回路512を制御する電圧変換制御回路510
を採用している。(Embodiment 3) FIGS. 5 and 6 show (Embodiment 3) of the present invention. Flash EEP shown in FIG.
The ROM includes a negative boosting circuit 511 and a voltage conversion circuit 512 for changing a voltage value negatively boosted by the negative boosting circuit 511.
A temperature detection circuit 509 for detecting the temperature of the device;
Voltage conversion control circuit 510 for controlling voltage conversion circuit 512
Is adopted.
【0042】501,502,503,505,50
6,507,508のその他の回路は、それぞれ図13
の1201,1202,1203,1205,120
6,1207,1208と同様である。501, 502, 503, 505, 50
6, 507 and 508 are shown in FIG.
1201, 1202, 1203, 1205, 120
6, 1207, 1208.
【0043】図5のフラッシュEEPROMにおいて、
メモリセルアレイ503は、それぞれ図14の構成をし
ている浮遊ゲートと制御ゲートからなるメモリセルが配
列されている。メモリセルアレイ503は、m行、n列
のマトリックス状に配置されている。これらのメモリセ
ルアレイ503のソースは共通に接続される。また、メ
モリセルアレイ503の制御ゲートは行ごとに接続され
る。メモリセルアレイ503のドレインは列ごとに接続
される。メモリセルアレイ503の共通ソースは、昇圧
回路504に接続され、消去に必要な高電圧が供給され
る。メモリセルアレイ503の行線WLは、Xデコーダ
502に接続される。メモリセルアレイ503の列線B
Lは、Yゲートトランジスタ506を介して、データ読
み出し用の負荷トランジスタを含むセンスアンプ回路5
07に接続される。このセンスアンプ回路507は、外
部端子へデータを入出力するための入出力回路508、
各部の動作を制御するための制御回路501に接続され
る。温度検知回路509は、電圧変換回路512を制御
する電圧変換制御回路510に接続される。Yゲートト
ランジスタ506の制御ゲートは、Yデコーダ505に
接続される。制御回路501は、Xデコーダ502、Y
デコーダ505、昇圧回路504、温度検知回路50
9、負電圧を発生させる負昇圧回路511に接続され
る。負昇圧回路511は、電圧変換回路512に接続さ
れる。電圧変換回路512は、Xデコーダ502を介し
て、メモリセルアレイ503の制御ゲートに接続され
る。In the flash EEPROM of FIG.
In the memory cell array 503, memory cells each having a floating gate and a control gate having the configuration shown in FIG. 14 are arranged. The memory cell array 503 is arranged in a matrix of m rows and n columns. The sources of these memory cell arrays 503 are commonly connected. The control gates of the memory cell array 503 are connected for each row. The drain of the memory cell array 503 is connected for each column. The common source of the memory cell array 503 is connected to the booster circuit 504, and is supplied with a high voltage required for erasing. The row line WL of the memory cell array 503 is connected to the X decoder 502. Column line B of memory cell array 503
L is a sense amplifier circuit 5 including a load transistor for reading data via a Y gate transistor 506.
07. The sense amplifier circuit 507 includes an input / output circuit 508 for inputting / outputting data to / from external terminals,
It is connected to a control circuit 501 for controlling the operation of each unit. The temperature detection circuit 509 is connected to a voltage conversion control circuit 510 that controls the voltage conversion circuit 512. The control gate of Y gate transistor 506 is connected to Y decoder 505. The control circuit 501 includes an X decoder 502, a Y decoder
Decoder 505, booster circuit 504, temperature detection circuit 50
9, connected to a negative booster circuit 511 for generating a negative voltage. Negative booster circuit 511 is connected to voltage converter circuit 512. The voltage conversion circuit 512 is connected to the control gate of the memory cell array 503 via the X decoder 502.
【0044】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。制御回路501から入力されたアドレスに
対して、Xデコーダ502はメモリセルアレイ503の
ワード線WLを選択し、Yデコーダ505はメモリセル
アレイ503のビット線BLの接続されるYゲートトラ
ンジスタ506を選択する。これにより、選択されたア
ドレスごとに、所定の電圧をワード線WLとビット線B
Lに印加する。The operation of the above configuration will now be described. For the address input from the control circuit 501, the X decoder 502 selects the word line WL of the memory cell array 503, and the Y decoder 505 selects the Y gate transistor 506 connected to the bit line BL of the memory cell array 503. As a result, a predetermined voltage is applied to the word line WL and the bit line B for each selected address.
L.
【0045】消去時において、昇圧回路504は、消去
に必要な高電圧を供給する回路であり、昇圧回路504
で供給された高電圧は、メモリセルアレイ503の共通
ソース線に印加される。また、負昇圧回路511から供
給された負電圧は、電圧変換回路512により幾つかの
電圧値に変換され、Xデコーダ502を介して、メモリ
セルアレイ503の制御ゲートに印加される。電圧変換
回路512は、電圧変換制御回路510によって制御さ
れ、電圧変換制御回路510は、制御回路501によっ
て制御される。At the time of erasing, the boosting circuit 504 is a circuit for supplying a high voltage necessary for erasing.
Is applied to the common source line of the memory cell array 503. Further, the negative voltage supplied from the negative booster circuit 511 is converted into some voltage values by the voltage converter circuit 512 and applied to the control gate of the memory cell array 503 via the X decoder 502. The voltage conversion circuit 512 is controlled by the voltage conversion control circuit 510, and the voltage conversion control circuit 510 is controlled by the control circuit 501.
【0046】ベリファイ時において、メモリセルアレイ
503の選択したアドレスに対して、所定の電圧をワー
ド線WLとビット線BLに印加したとき、ビット線BL
に流れる電流は、Yゲートトランジスタ506を介して
センスアンプ回路507に入力される。センスアンプ回
路507はパス、フェイルの判定を行い、制御回路50
1に出力する。At the time of verification, when a predetermined voltage is applied to the selected address of the memory cell array 503 to the word line WL and the bit line BL, the bit line BL
Is input to the sense amplifier circuit 507 via the Y gate transistor 506. The sense amplifier circuit 507 performs pass / fail judgment, and the control circuit 50
Output to 1.
【0047】本発明において、従来の消去動作と異なる
のは、消去動作前にデバイスの温度検知を行うことであ
る。消去動作を行う前に、制御回路501により温度検
知回路509を制御し、デバイスの温度を検知する。そ
の結果は電圧変換制御回路510に出力され、電圧変換
制御回路510は、温度検知回路509の出力値によ
り、メモリセルアレイ503の制御ゲートの電圧を決定
し、電圧変換回路512を制御する。The present invention differs from the conventional erase operation in that the device temperature is detected before the erase operation. Before performing the erasing operation, the control circuit 501 controls the temperature detection circuit 509 to detect the temperature of the device. The result is output to the voltage conversion control circuit 510. The voltage conversion control circuit 510 determines the voltage of the control gate of the memory cell array 503 based on the output value of the temperature detection circuit 509, and controls the voltage conversion circuit 512.
【0048】これにより、データ消去時において、デバ
イスの温度に応じて、メモリセルの制御ゲートの電圧を
制御できる。また、電圧変換制御回路510によって、
メモリセルのトンネル酸化膜に印加される電界強度が温
度によらず一定となるように、メモリセルの制御ゲート
の電圧を制御することで、消去特性の温度依存をなくす
ことができる。図6は、図5の実施例における制御ゲー
トの電圧の温度による変化を示す図であり、メモリセル
のトンネル酸化膜に印加される電界が温度によらず一定
となるように、高温になるにつれ制御ゲートの電圧が減
少している。Thus, at the time of data erasure, the voltage of the control gate of the memory cell can be controlled according to the temperature of the device. Further, by the voltage conversion control circuit 510,
By controlling the voltage of the control gate of the memory cell so that the electric field intensity applied to the tunnel oxide film of the memory cell is constant regardless of the temperature, the temperature dependence of the erase characteristics can be eliminated. FIG. 6 is a diagram showing a change in the voltage of the control gate with temperature in the embodiment of FIG. 5. As the electric field applied to the tunnel oxide film of the memory cell becomes constant irrespective of the temperature, it becomes higher as the temperature becomes higher. The control gate voltage is decreasing.
【0049】(実施の形態4)図7と図8は本発明の
(実施の形態4)を示す。図7は本発明のフラッシュE
EPROMの要部を示し、これは、図1または図3また
は図5で採用しているデバイスの温度を検知する温度検
知回路110,310,509の具体例である。その他
の回路は図1または図3または図5のものと同様であ
る。(Embodiment 4) FIGS. 7 and 8 show (Embodiment 4) of the present invention. FIG. 7 shows the flash E of the present invention.
1 shows a main part of an EPROM, which is a specific example of temperature detection circuits 110, 310, and 509 for detecting the temperature of a device employed in FIG. 1, FIG. 3, or FIG. Other circuits are the same as those in FIG. 1 or FIG. 3 or FIG.
【0050】図7はMOS(Metal−Oxide−Semiconduc
tor)トランジスタであり、本発明はトランジスタに流
れる電流の温度特性を利用することでデバイスの温度検
知を行う。FIG. 7 shows a MOS (Metal-Oxide-Semiconduc)
The present invention detects the temperature of a device by utilizing the temperature characteristics of the current flowing through the transistor.
【0051】図8は図7におけるトランジスタの温度特
性を示す。制御ゲートの電圧が増加するにつれ、ドレイ
ン領域とソース領域の間の電流量が増加している。ま
た、温度が高くなるとトランジスタのスレッショルド電
圧が高くなり、電圧に対する電流増幅率が高くなる。FIG. 8 shows the temperature characteristics of the transistor in FIG. As the voltage of the control gate increases, the amount of current between the drain region and the source region increases. In addition, as the temperature increases, the threshold voltage of the transistor increases, and the current amplification factor with respect to the voltage increases.
【0052】これにより、温度による電流の変化が大き
くなるところでトランジスタの制御ゲートに電圧を印加
し、ドレイン領域とソース領域の間の電流量を検知する
ことにより、デバイスの温度を知ることができる。Thus, the temperature of the device can be known by applying a voltage to the control gate of the transistor and detecting the amount of current between the drain region and the source region where the change in current due to temperature becomes large.
【0053】(実施の形態5)図9は本発明の(実施の
形態5)を示す。図9は本発明のフラッシュEEPRO
Mの要部を示し、この回路は、図1または図3または図
5で採用しているデバイスの温度を検知する温度検知回
路110,310,509の実施例である。その他の回
路は、図1または図3または図5のものと同様である。(Embodiment 5) FIG. 9 shows (Embodiment 5) of the present invention. FIG. 9 shows a flash EEPROM of the present invention.
The main part of M is shown, and this circuit is an embodiment of the temperature detecting circuits 110, 310, 509 for detecting the temperature of the device employed in FIG. 1, FIG. 3, or FIG. Other circuits are the same as those in FIG. 1 or FIG. 3 or FIG.
【0054】図9の回路は、一定の電流を供給する定電
流源901と、定電流源901から電流が流れる抵抗成
分902と、抵抗成分902の両端の電圧と温度により
電圧値の変動しない基準電圧(Vref)を比較するコ
ンパレータ903から構成されている。The circuit shown in FIG. 9 includes a constant current source 901 for supplying a constant current, a resistance component 902 through which a current flows from the constant current source 901, and a reference whose voltage value does not fluctuate due to the voltage and temperature at both ends of the resistance component 902. It comprises a comparator 903 for comparing the voltage (Vref).
【0055】このような構成において、次にその動作を
説明する。抵抗成分902は、温度により抵抗値が変化
するが、定電流源901は温度によらず一定の電流を供
給する。高温になると抵抗成分902の抵抗値が増加す
るため、抵抗成分902の両端の電圧が大きくなる。よ
って、コンパレータ903により、抵抗成分902の両
端の電圧と温度により電圧値の変動しない基準電圧(V
ref)を比較することで、デバイスの温度を検知する
ことができる。また、温度により電圧値の変動しない基
準電圧(Vref)を発生する方法として、図12に示
すようなバンドギャップ基準電圧発生回路がある。Next, the operation of the above configuration will be described. Although the resistance value of the resistance component 902 changes depending on the temperature, the constant current source 901 supplies a constant current regardless of the temperature. When the temperature rises, the resistance value of the resistance component 902 increases, so that the voltage across the resistance component 902 increases. Therefore, the reference voltage (V) whose voltage value does not fluctuate due to the voltage and the temperature at both ends of the resistance component 902 is determined by the comparator 903.
By comparing ref), the temperature of the device can be detected. As a method of generating a reference voltage (Vref) whose voltage value does not change with temperature, there is a band gap reference voltage generation circuit as shown in FIG.
【0056】(実施の形態6)図10は本発明の(実施
の形態6)を示す。図10は本発明のフラッシュEEP
ROMの要部を示し、この回路は、図1または図3また
は図5で採用しているデバイスの温度を検知する温度検
知回路110,310,509の実施例である。その他
の回路は、図1または図3または図5のものと同様であ
る。(Embodiment 6) FIG. 10 shows (Embodiment 6) of the present invention. FIG. 10 shows a flash EEP of the present invention.
1 shows a main part of a ROM, and this circuit is an embodiment of temperature detecting circuits 110, 310, and 509 for detecting the temperature of a device employed in FIG. 1, FIG. 3, or FIG. Other circuits are the same as those in FIG. 1 or FIG. 3 or FIG.
【0057】図10の回路は、一定の電流を供給する定
電流源1001と、定電流源1001と直列に接続され
たダイオード接続型の基準電圧発生回路1002と、基
準電圧発生回路1001の電圧と温度により電圧値の変
動しない基準電圧(Vref)を比較するコンパレータ
1003から構成されている。The circuit shown in FIG. 10 includes a constant current source 1001 for supplying a constant current, a diode-connected reference voltage generation circuit 1002 connected in series with the constant current source 1001, and a voltage of the reference voltage generation circuit 1001. It comprises a comparator 1003 for comparing a reference voltage (Vref) whose voltage value does not change with temperature.
【0058】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。ダイオード接続型の基準電圧発生回路10
02は、MOSダイオードを接続して4Vのような比較
的高い基準電圧を得る回路である。基準電圧はMOSの
基板効果がないとすれば、MOSの数とそのしきい値
(Vt)の積となる。Vtの温度依存性は−2mV/℃
程度なので、接合温度が0℃から100℃まで変化する
と0.2Vも変化する。このようなダイオードを6個も
接続して基準電圧とすれば、100℃の温度変化により
1.2Vも変動することになる。よって、コンパレータ
1003により、ダイオード接続型の基準電圧発生回路
1002の基準電圧と温度により電圧値の変動しない基
準電圧(Vref)を比較することで、デバイスの温度
を検知することができる。また、温度により電圧値の変
動しない基準電圧(Vref)を発生する方法として、
図12に示すようなバンドギャップ基準電圧発生回路が
ある。The operation of the above configuration will now be described. Diode-connected reference voltage generating circuit 10
Reference numeral 02 denotes a circuit for connecting a MOS diode to obtain a relatively high reference voltage such as 4V. If there is no MOS substrate effect, the reference voltage is the product of the number of MOSs and the threshold (Vt). Temperature dependence of Vt is -2 mV / ° C
Therefore, when the bonding temperature changes from 0 ° C. to 100 ° C., the voltage changes by 0.2V. If as many as six such diodes are connected and used as a reference voltage, a temperature change of 100 ° C. causes a fluctuation of 1.2 V. Therefore, the temperature of the device can be detected by comparing the reference voltage of the diode-connected reference voltage generation circuit 1002 with the reference voltage (Vref) whose voltage value does not change with temperature by the comparator 1003. As a method of generating a reference voltage (Vref) whose voltage value does not change with temperature,
There is a bandgap reference voltage generation circuit as shown in FIG.
【0059】(実施の形態7)図11は本発明の(実施
の形態7)を示す。図11は本発明のフラッシュEEP
ROMの要部を示し、この回路は、図1,図3,図5で
採用しているデバイスの温度を検知する温度検知回路1
10または310または509の実施例である。その他
の回路は、図1または図3または図5のものと同様であ
る。(Embodiment 7) FIG. 11 shows (Embodiment 7) of the present invention. FIG. 11 shows a flash EEP of the present invention.
1 shows a main part of a ROM, and this circuit is a temperature detection circuit 1 for detecting the temperature of a device employed in FIGS.
10 or 310 or 509 are examples. Other circuits are the same as those in FIG. 1 or FIG. 3 or FIG.
【0060】図11の回路は、奇数段のインバータをリ
ング状に接続した発振回路であるリングオシレータ11
01と、リングオシレータ1101に接続されたチャー
ジポンプ回路1104と、容量成分1102と、容量成
分1102の両端の電圧と温度により電圧値の変動しな
い基準電圧(Vref)を比較するコンパレータ110
3から構成されている。The circuit shown in FIG. 11 is a ring oscillator 11 which is an oscillation circuit in which odd-numbered inverters are connected in a ring.
01, a charge pump circuit 1104 connected to the ring oscillator 1101, a capacitance component 1102, and a comparator 110 that compares a voltage across the capacitance component 1102 and a reference voltage (Vref) whose voltage value does not change with temperature.
3 is comprised.
【0061】このような構成において、次にその動作を
説明する。リングオシレータ1101は、チャージポン
プ回路1104を周期的に駆動して、昇圧電源や基板電
圧を発生させるのに用いられている。リングオシレータ
1101の発振周波数fOSCは段数を2n+1とする
と、fOSC=1/[(2n+1)(tH+tL)]で与え
られる。ここで、tH、tLは構成インバータの遅延時
間で、それぞれの入力がHレベルに変化した場合とLレ
ベルに変化した場合の遅延時間である。tH、tLは温
度依存性をもつため、リングオシレータ1101の発振
周波数fOSCは温度依存性をもつ。これより、容量成
分1102には、温度に依存した電荷が蓄えられること
になる。よって、コンパレータ1103により、容量成
分1102の両端の電圧と温度により電圧値の変動しな
い基準電圧(Vref)を比較することで、デバイスの
温度を検知することができる。また、温度により電圧値
の変動しない基準電圧(Vref)を発生する方法とし
て、図12に示すようなバンドギャップ基準電圧発生回
路がある。The operation of such a configuration will now be described. The ring oscillator 1101 is used to periodically drive the charge pump circuit 1104 to generate a boosted power supply and a substrate voltage. The oscillation frequency fOSC of the ring oscillator 1101 is given by fOSC = 1 / [(2n + 1) (tH + tL)] where the number of stages is 2n + 1. Here, tH and tL are delay times of the constituent inverters, that is, a delay time when each input changes to H level and a case when each input changes to L level. Since tH and tL have temperature dependence, the oscillation frequency fOSC of the ring oscillator 1101 has temperature dependence. Thus, the temperature-dependent charge is stored in the capacitance component 1102. Therefore, the comparator 1103 can detect the temperature of the device by comparing the voltage between both ends of the capacitance component 1102 with the reference voltage (Vref) whose voltage value does not fluctuate depending on the temperature. As a method for generating a reference voltage (Vref) whose voltage value does not change with temperature, there is a band gap reference voltage generation circuit as shown in FIG.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、データ消
去時において、デバイスの温度に応じて、メモリセルの
ソース領域の消去電圧、またはメモリセルの制御ゲート
の印加電圧を制御できる。また、メモリセルのトンネル
酸化膜に印加される電界強度がデバイスの温度によらず
一定となるように、メモリセルのソース領域の消去電
圧、またはメモリセルの制御ゲートの印加電圧を制御す
ることで、消去動作を保証する温度範囲を広くすること
ができる。As described above, according to the present invention, at the time of data erasure, the erase voltage of the source region of the memory cell or the voltage applied to the control gate of the memory cell can be controlled according to the temperature of the device. Also, by controlling the erase voltage of the source region of the memory cell or the voltage applied to the control gate of the memory cell so that the electric field intensity applied to the tunnel oxide film of the memory cell becomes constant regardless of the device temperature. In addition, the temperature range that guarantees the erasing operation can be widened.
【0063】データ消去時において、デバイスの温度に
応じて、メモリセルのソース領域の消去電圧のパルス幅
を制御できる。また、デバイスの温度特性により消去速
度が早い場合には、メモリセルのソース領域の消去電圧
のパルス幅を制御することで、過消去の発生を抑制する
ことができる。At the time of data erasing, the pulse width of the erasing voltage of the source region of the memory cell can be controlled according to the temperature of the device. When the erasing speed is high due to the temperature characteristics of the device, the occurrence of over-erasing can be suppressed by controlling the pulse width of the erasing voltage in the source region of the memory cell.
【図1】本発明のフラッシュEEPROMの(実施の形
態1)を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing (Embodiment 1) a flash EEPROM of the present invention;
【図2】同実施の形態のソース領域の消去電圧の温度に
よる変化を示す図FIG. 2 is a diagram showing a change in an erase voltage of a source region according to a temperature in the embodiment;
【図3】本発明のフラッシュEEPROMの(実施の形
態2)を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a flash EEPROM according to a second embodiment of the present invention;
【図4】同実施の形態のソース領域の消去電圧のパルス
幅の温度による変化を示す図FIG. 4 is a diagram showing a change in pulse width of an erase voltage of a source region according to temperature in the embodiment;
【図5】本発明のフラッシュEEPROMの(実施の形
態3)を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing (Embodiment 3) a flash EEPROM of the present invention;
【図6】同実施の形態のゲート領域の印加電圧の温度に
よる変化を示す図FIG. 6 is a diagram showing a change in voltage applied to a gate region according to temperature in the embodiment;
【図7】本発明のフラッシュEEPROMの(実施の形
態4)を示す回路図FIG. 7 is a circuit diagram showing a flash EEPROM (Embodiment 4) of the present invention;
【図8】同実施の形態のトランジスタの温度特性を示す
図FIG. 8 is a graph showing temperature characteristics of the transistor according to the embodiment.
【図9】本発明のフラッシュEEPROMの(実施の形
態5)の構成図FIG. 9 is a configuration diagram of a flash EEPROM (Embodiment 5) of the present invention;
【図10】本発明のフラッシュEEPROMの(実施の
形態6)の構成図FIG. 10 is a configuration diagram of a flash EEPROM (Embodiment 6) of the present invention;
【図11】本発明のフラッシュEEPROMの(実施の
形態7)の構成図FIG. 11 is a configuration diagram of a flash EEPROM (Embodiment 7) of the present invention;
【図12】バンドギャップ基準電圧発生回路を示す図FIG. 12 is a diagram showing a bandgap reference voltage generation circuit.
【図13】従来のフラッシュEEPROMの構成図FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional flash EEPROM.
【図14】フラッシュEEPROMセルの断面構造を示
す図FIG. 14 is a diagram showing a sectional structure of a flash EEPROM cell;
101,301,501,1201 制御回路 102,302,502,1202 Xデコーダ 103,303,503,1203 メモリセルアレ
イ 104,512 電圧変換回路 105,304,504,1204 昇圧回路 106,306,505,1205 Yデコーダ 107,307,506,1206 Yゲートトラン
ジスタ 108,308,507,1207 センスアンプ回
路 109,309,508,1208 入出力回路 110,310,509 温度検知回路 111,510 電圧変換制御回路 305 パルス幅変換回路 311 パルス幅変換制御回路 511 負昇圧回路 1301 制御ゲート 1302,1304 絶縁膜 1305 ドレイン領域 1306 ソース領域 1307 P基板 901,1001 定電流源 902 抵抗成分 903,1003,1103 コンパレータ 1002 ダイオード接続型基準電圧発生回路 1101 リングオシレータ 1102 容量成分 1104 チャージポンプ回路101, 301, 501, 1201 Control circuit 102, 302, 502, 1202 X decoder 103, 303, 503, 1203 Memory cell array 104, 512 Voltage conversion circuit 105, 304, 504, 1204 Booster circuit 106, 306, 505, 1205 Y Decoders 107, 307, 506, 1206 Y gate transistors 108, 308, 507, 1207 Sense amplifier circuits 109, 309, 508, 1208 Input / output circuits 110, 310, 509 Temperature detection circuits 111, 510 Voltage conversion control circuits 305 Pulse width conversion Circuit 311 Pulse width conversion control circuit 511 Negative booster circuit 1301 Control gate 1302, 1304 Insulating film 1305 Drain region 1306 Source region 1307 P substrate 901, 1001 Constant current source 902 Resistance component 903,1003,1103 comparator 1002 diode-connected reference voltage generating circuit 1101 ring oscillator 1102 capacitive component 1104 charge pump circuit
Claims (8)
知回路と、 メモリセルアレイを構成するメモリセルの書き換え時に
前記温度検知回路の検出温度に応じて前記メモリセルの
ソース領域と浮遊ゲート間の電界が一定となるように前
記ソース領域への印加電圧の状態を制御する電圧変換制
御回路とを設けた不揮発性半導体記憶装置。A temperature detecting circuit for detecting a temperature of the memory cell array; and an electric field between a source region and a floating gate of the memory cell according to a temperature detected by the temperature detecting circuit when a memory cell constituting the memory cell array is rewritten. And a voltage conversion control circuit for controlling a state of a voltage applied to the source region so as to be constant.
一主面に形成された第二導電型のソース領域及びドレイ
ン領域、前記半導体基板上に第一の絶縁膜を介して形成
される浮遊ゲート、前記浮遊ゲート上に第二の絶縁膜を
介して形成される制御ゲートで構成されたメモリセルを
有する不揮発性半導体記憶装置の書き換えに際し、 前記ソース領域と前記浮遊ゲート間の電界が一定となる
ように前記不揮発性半導体記憶装置の温度に応じての電
圧印加状態を制御して書き換えを実行する不揮発性半導
体記憶装置の書き換え方法。2. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a source region and a drain region of a second conductivity type formed on one main surface of the semiconductor substrate, and formed on the semiconductor substrate via a first insulating film. When rewriting a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate and a memory cell formed of a control gate formed on the floating gate via a second insulating film, an electric field between the source region and the floating gate is constant. A rewriting method for a non-volatile semiconductor storage device, wherein rewriting is performed by controlling a voltage application state according to a temperature of the non-volatile semiconductor storage device so that
て前記ゲート領域の印加電圧のパルス幅を制御する請求
項2記載の不揮発性半導体記憶装置の書き換え方法。3. A rewriting method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein a pulse width of a voltage applied to said gate region is controlled according to a temperature of said nonvolatile semiconductor memory device.
て前記ゲート領域の印加電圧を制御する請求項2記載の
不揮発性半導体記憶装置の書き換え方法。4. The rewriting method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein a voltage applied to said gate region is controlled according to a temperature of said nonvolatile semiconductor memory device.
面に形成された第二導電型のソース領域及びドレイン領
域、前記半導体基板上に第一の絶縁膜を介して形成され
る制御ゲートからなるトランジスタにおける前記ドレイ
ン領域と前記ソース領域の間に流れる電流量により不揮
発性半導体記憶装置の温度検知する請求項2〜請求項4
の何れかに記載の不揮発性半導体記憶装置の書き換え方
法。5. A source region and a drain region of a second conductivity type formed on one main surface of a semiconductor substrate on which a memory cell is formed, and a control gate formed on the semiconductor substrate via a first insulating film. 5. The temperature of the nonvolatile semiconductor memory device is detected by an amount of current flowing between the drain region and the source region in the transistor including
The rewriting method of the nonvolatile semiconductor memory device according to any one of the above.
抵抗成分の両端に発生する温度依存性を有する電圧と、
温度により電圧値の変動しない基準電圧とを、コンパレ
ータによって比較して不揮発性半導体記憶装置の温度を
検知する請求項2〜請求項4の何れかに記載の不揮発性
半導体記憶装置の書き換え方法。6. A temperature-dependent voltage generated at both ends of the resistance component by flowing a current from the constant current source to the resistance component;
5. The rewriting method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein a temperature of the nonvolatile semiconductor memory device is detected by comparing a reference voltage whose voltage value does not fluctuate with temperature by a comparator.
発生回路に電流を流して前記抵抗成分の両端に発生する
温度依存性を有する電圧と、温度により電圧値の変動し
ない基準電圧とを、コンパレータによって比較して不揮
発性半導体記憶装置の温度を検知する請求項2〜請求項
4の何れかに記載の不揮発性半導体記憶装置の書き換え
方法。7. A voltage having a temperature dependency generated at both ends of said resistance component by flowing a current from a constant current source to a diode-connected reference voltage generating circuit, and a reference voltage whose voltage value does not vary with temperature, 5. The rewriting method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein the temperature of the nonvolatile semiconductor memory device is detected by comparing with a comparator.
の発振周波数が温度依存性を有するリングオシレータか
ら容量成分に信号を供給して温度に依存した電荷を蓄
え、前記容量成分の両端に発生する電圧と、温度により
電圧値の変動しない第一の基準電圧とを、コンパレータ
によって比較して不揮発性半導体記憶装置の温度を検知
する請求項2〜請求項4の何れかに記載の不揮発性半導
体記憶装置の書き換え方法。8. An odd number of stages of inverters are connected in a ring shape, and a signal is supplied from a ring oscillator whose oscillation frequency has temperature dependence to a capacitance component to accumulate temperature-dependent charges, and generated at both ends of the capacitance component. The nonvolatile semiconductor memory according to any one of claims 2 to 4, wherein a voltage to be detected and a first reference voltage whose voltage value does not fluctuate with temperature are compared by a comparator to detect the temperature of the nonvolatile semiconductor memory device. A method for rewriting a storage device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000384542A JP2002184192A (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Non-volatile semiconductor memory and its rewriting method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN111899778A (en) * | 2015-09-14 | 2020-11-06 | 爱思开海力士有限公司 | Semiconductor memory device and method of operating the same |
-
2000
- 2000-12-19 JP JP2000384542A patent/JP2002184192A/en active Pending
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