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JPH11134878A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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Publication number
JPH11134878A
JPH11134878A JP29541997A JP29541997A JPH11134878A JP H11134878 A JPH11134878 A JP H11134878A JP 29541997 A JP29541997 A JP 29541997A JP 29541997 A JP29541997 A JP 29541997A JP H11134878 A JPH11134878 A JP H11134878A
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JP
Japan
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reference potential
potential
memory cell
data
potentials
Prior art date
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JP29541997A
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Japanese (ja)
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JP3417817B2 (en
Inventor
Hiroshi Iwahashi
弘 岩橋
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US09/059,949 priority patent/US6081453A/en
Priority to KR1019980013435A priority patent/KR100311339B1/en
Priority to TW087105693A priority patent/TW436796B/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択されたメモリセルに応じた読み出し速度
の違いや読み出しマージンの違いをできるだけ小さくし
得る不揮発性半導体メモリを提供する。 【解決手段】 浮遊ゲートに蓄えられた電荷の量を異な
らせることで複数ビットのデータを記憶するメモリセル
から列線へデータを読み出すために列線電位を複数の基
準電位(1A、1B、2A、2B、3A、3B)と比較
してセルデータを検出する複数のセンスアンプ(1A、
1B、2A、2B、3A、3B)と、センスアンプに供
給する基準電位を通常読み出し時とベリファイ読み出し
時とで切り換え供給するスイッチ回路(SW1、SW
2)とを具備する。
(57) [Problem] To provide a nonvolatile semiconductor memory capable of minimizing a difference in read speed and a difference in read margin according to a selected memory cell. SOLUTION: In order to read data from a memory cell storing a plurality of bits of data to a column line by changing the amount of charge stored in a floating gate, a column line potential is set to a plurality of reference potentials (1A, 1B, 2A). , 2B, 3A, and 3B) and a plurality of sense amplifiers (1A,
1B, 2A, 2B, 3A, 3B) and switch circuits (SW1, SW) for switching the reference potential supplied to the sense amplifier between normal reading and verify reading.
2).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体メ
モリに係り、特に一つのメモリセルに複数ビット分のデ
ータを記憶した不揮発性半導体メモリに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory, and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory in which one memory cell stores data of a plurality of bits.

【0002】[0002]

【従来の技術】一つの不揮発性メモリセルに2ビット分
のデータを記憶するようにした不揮発性半導体メモリ
は、本願発明者等による提案に係る特開昭59ー121
696号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art A nonvolatile semiconductor memory in which two bits of data are stored in one nonvolatile memory cell is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-121 proposed by the present inventors.
No. 696.

【0003】この従来例のメモリでは、図17に示すよ
うなセンスアンプ部を用い、図18に示すような電位の
高低関係を利用している。図17に示すように、3個の
センスアンプ1、2、3と基準電位1、2、3を設け、
メモリセルからビット線に読み出されたビット線電位と
基準電位とをセンスアンプで比較して記憶されたデータ
を検出している。即ち、それぞれ基準電位1、2、3が
入力されたセンスアンプ1、2、3でビット線電位と基
準電位1、2、3とを比較し、ビット線電位が基準電位
に対してどこに位置しているかによって2ビット分のデ
ータを読み出していた。
In this conventional memory, a sense amplifier unit as shown in FIG. 17 is used, and a relationship between potential levels as shown in FIG. 18 is used. As shown in FIG. 17, three sense amplifiers 1, 2, and 3 and reference potentials 1, 2, and 3 are provided.
The bit line potential read from the memory cell to the bit line is compared with a reference potential by a sense amplifier to detect stored data. That is, the sense amplifiers 1, 2, and 3, to which the reference potentials 1, 2, and 3 are input, respectively, compare the bit line potential with the reference potentials 1, 2, and 3, and determine where the bit line potential is located with respect to the reference potential. 2 bits of data are read depending on whether the data is read.

【0004】この場合、下記の表1および表2に示すよ
うに、基準電位1、2、3よりもビット線電位が低けれ
ばセンスアンプ1、2、3のそれぞれの出力である出力
1、2、3が共に‘0’であるので、これを例えば論理
回路(図示せず)で検出してメモリセルの記憶データと
してD1=‘0’、D2=‘0’を出力する。
In this case, as shown in Tables 1 and 2 below, if the bit line potential is lower than the reference potentials 1, 2, and 3, the outputs 1, 2, which are the outputs of the sense amplifiers 1, 2, and 3, respectively. , 3 are both '0', which are detected by, for example, a logic circuit (not shown) and D1 = '0' and D2 = '0' are output as storage data of the memory cells.

【0005】[0005]

【表1】 [Table 1]

【0006】[0006]

【表2】 [Table 2]

【0007】同様に、ビット線電位が基準電位1と2と
の間の電位であるならば、出力1が‘1’、出力2、3
が共に‘0’であるので、これを論理回路で検出してメ
モリセルの記憶データとしてD1=‘0’、D2=
‘1’を出力する。
Similarly, if the bit line potential is a potential between reference potentials 1 and 2, output 1 is "1" and outputs 2, 3
Are both '0', which are detected by the logic circuit, and D1 = '0' and D2 =
'1' is output.

【0008】上記2ビット分のデータの組み合わせは4
種類あり、この4種類を不揮発性メモリセルの浮遊ゲー
トへの電子の注入量を4種類に変化させ、注入量に対応
してメモリセルの閾値電圧を4種類Vth1〜Vth4にす
ることによって記憶している。
The combination of the two bits of data is 4
These four types are stored by changing the injection amount of electrons into the floating gate of the nonvolatile memory cell to four types and setting the threshold voltage of the memory cell to four types Vth1 to Vth4 corresponding to the injection amount. ing.

【0009】即ち、ビット線電位が基準電位の内一番小
さい基準電位1よりも低ければ、‘00’の2ビット分
のデータを記憶し(閾値電圧が最も低い状態=Vth
1)、ビット線電位が基準電位の内一番大きい基準電位
3よりも高ければ、‘11’のデータを記憶し(閾値電
圧が最も高い状態=Vth4)、ビット線電位が基準電位
1と基準電位2との間にあれば‘01’のデータを記憶
し(閾値電圧が3番目に高いもの=Vth2)、ビット線
電位が基準電位2と基準電位3との間にあれば‘10’
のデータを記憶している(閾値電圧が2番目に高い状態
=Vth3)。
That is, if the bit line potential is lower than the smallest reference potential 1 among the reference potentials, two-bit data of '00' is stored (the state where the threshold voltage is lowest = Vth
1) If the bit line potential is higher than the largest reference potential 3 among the reference potentials, the data “11” is stored (the state where the threshold voltage is the highest = Vth4), and the bit line potential is set to the reference potential 1 and the reference potential. If it is between the potentials 2, the data of '01' is stored (threshold voltage having the third highest voltage = Vth2), and if the bit line potential is between the reference potentials 2 and 3, '10' is stored.
(The state where the threshold voltage is the second highest = Vth3).

【0010】ここで、前記不揮発性メモリセルの断面構
造について説明する。図19(a)は、オフセットゲー
ト部が無いタイプのメモリセル、図19(b)は制御ゲ
ートでチャネルの一部が制御されるようになったオフセ
ットゲートを有するタイプのメモリセルである。
Here, a sectional structure of the nonvolatile memory cell will be described. FIG. 19A shows a memory cell having no offset gate portion, and FIG. 19B shows a memory cell having an offset gate in which a part of a channel is controlled by a control gate.

【0011】これらのメモリセルのデータの消去の時に
は、制御ゲートを0Vにして、図19(a)のタイプの
メモリセルではドレインあるいはソースに高電圧を印加
し、図19(b)のタイプのメモリセルではドレインに
高電圧を印加して浮遊ゲートから電子を放出する。
At the time of erasing data from these memory cells, the control gate is set to 0 V, and a high voltage is applied to the drain or source in the memory cell of FIG. In a memory cell, a high voltage is applied to a drain to emit electrons from a floating gate.

【0012】この時、図19(a)のタイプのメモリセ
ルでは、メモリセルの閾値電圧が負にならないようにし
なければならないので制御が複雑になるのに対して、図
19(b)のタイプのメモリセルではオフセットゲート
があるので、浮遊ゲートで制御されるチャネル領域を有
するトランジスタ部の閾値電圧が負の値になってもよ
く、消去の時の制御が簡単になるという利点を有する。
At this time, in the memory cell of the type shown in FIG. 19A, the threshold voltage of the memory cell must be kept from becoming negative, so that the control becomes complicated. Since the memory cell has an offset gate, the threshold voltage of the transistor portion having the channel region controlled by the floating gate may be a negative value, which has an advantage that the control at the time of erasing is simplified.

【0013】しかし、メモリセルのサイズは、図19
(a)のタイプのメモリセルの方が図19(b)のタイ
プのメモリセルよりも小さくできる利点を有する。次
に、上記したようなメモリへのデータの一般的な書き込
みと消去(一種のデータの書き込み)について図20の
タイミング図を参照しながら説明する。
However, the size of the memory cell is as shown in FIG.
The memory cell of the type (a) has an advantage that it can be smaller than the memory cell of the type in FIG. Next, general writing and erasing (writing of a kind of data) of data to the memory as described above will be described with reference to a timing chart of FIG.

【0014】データの書き込み時は、メモリセルのドレ
インおよび制御ゲートにそれぞれ所定の電圧を与え、ソ
ースを0Vにしてメモリセルに電流を流して浮遊ゲート
に電子を注入する。また、データの書き込み時には、書
き込み後にメモリセルからデータを読み出し(ベリファ
イ読み出し)、センスアンプ1、2、3からの出力結果
と書き込みたいデータとが一致するまで書き込みと読み
出しとを繰り返し行い、一致した時に書き込みを止める
ようにしている。一致しているかどうかはデータを外部
に読み出して外部で判定しても良いし、一致しているか
どうかはメモリチップの内部で判定しても良いが、デー
タの読み出しを始めてから所定の時間(ストローブ)の
後に検出する。
At the time of data writing, predetermined voltages are respectively applied to the drain and the control gate of the memory cell, the source is set to 0 V, a current flows through the memory cell, and electrons are injected into the floating gate. When writing data, the data is read from the memory cell after the writing (verify reading), and the writing and reading are repeated until the output result from the sense amplifiers 1, 2, and 3 matches the data to be written. Sometimes I stop writing. The coincidence may be determined by reading the data externally and judging externally, or the coincidence may be determined inside the memory chip. ) To detect after.

【0015】データの消去時には、メモリセルの制御ゲ
ートを0Vにし、ドレインあるいはソースに高電圧を印
加して、浮遊ゲートからドレインあるいはソースに電子
を放出させる。このように消去した状態は、表2の最も
低い閾値電圧であるVth1、即ち、‘00’のデータを
記憶した状態に対応する。また、データの消去時には、
消去後にベリファイ読み出しを行い、ビット線電位が基
準電位1よりも低いかをセンスアンプで検出して消去と
ベリファイ読み出しとを繰り返し行い、所定の閾値電圧
に達した時に消去を終了する。この後、上記のデータ書
き込みが行われる。
At the time of erasing data, the control gate of the memory cell is set to 0 V, a high voltage is applied to the drain or source, and electrons are emitted from the floating gate to the drain or source. The state erased in this way corresponds to the state where the data of Vth1, which is the lowest threshold voltage in Table 2, that is, '00' is stored. When erasing data,
After erasing, verify reading is performed, and whether the bit line potential is lower than reference potential 1 is detected by a sense amplifier, erasing and verify reading are repeated, and erasing ends when a predetermined threshold voltage is reached. Thereafter, the above-described data writing is performed.

【0016】このような不揮発性メモリセルがマトリッ
クス状に配置された不揮発性半導体メモリにあっては、
メモリセルに記憶させるデータに応じて、例えば基準電
位1と基準電位2との間にビット線の電位を設定でき
る。
In a nonvolatile semiconductor memory in which such nonvolatile memory cells are arranged in a matrix,
For example, the potential of the bit line can be set between the reference potential 1 and the reference potential 2 according to the data stored in the memory cell.

【0017】しかし、メモリセルの書き込み特性が各メ
モリセルで異なっているので、選択されたメモリセルの
書き込み特性に応じて、基準電位1と基準電位2との
間、あるいは基準電位2と基準電位3との間におけるビ
ット線の電位が選択されたメモリセルそれぞれで異なっ
てくるので、従来は、選択されたメモリセルに応じて読
み出し速度が違っていた。
However, since the write characteristics of the memory cells are different for each memory cell, depending on the write characteristics of the selected memory cell, between the reference potential 1 and the reference potential 2 or between the reference potential 2 and the reference potential. 3, the potential of the bit line differs for each of the selected memory cells. Therefore, conventionally, the read speed differs depending on the selected memory cell.

【0018】即ち、図18においては、ビット線電位は
1本の線で表されているが、実際は、例えばビット線電
位2は選択されたメモリセルに応じて図18中に示した
ビット線電位2の線の上下にある分布を持ってばらつい
て存在するので、選択されたメモリセルが分布のどこに
属するかによって読み出し速度が異なっていた(ばらつ
いていた)。
That is, in FIG. 18, the bit line potential is represented by one line, but actually, for example, the bit line potential 2 is shown in FIG. 18 according to the selected memory cell. Since there exists a distribution having distributions above and below the line 2, the reading speed was different (was varied) depending on where the selected memory cell belongs to the distribution.

【0019】また、基準電位1と基準電位2との間、あ
るいは基準電位2と基準電位3との間におけるビット線
の電位が何れか一方の側の基準電位の方に近くなる時
は、近い方の基準電位に対して読み出しの時のマージン
が小さくなるという問題もある。
When the potential of the bit line between the reference potential 1 and the reference potential 2 or between the reference potential 2 and the reference potential 3 is closer to the reference potential on either side, the potential is close. There is also a problem that a margin at the time of reading is reduced with respect to the reference potential.

【0020】このようなメモリセルの閾値電圧の分布の
状態を図21に示す。即ち、メモリセルの閾値電圧をV
th1〜Vth4に設定しようとしても、各メモリセル毎の
特性のばらつきによって、設定する閾値電圧毎にある分
布を持ってばらつく。また、この分布は、分布自体が破
線で示したように各チップによって変化する。このた
め、チップ毎にも読み出し速度や読み出しマージンが違
ってくる。
FIG. 21 shows the state of the distribution of the threshold voltage of such a memory cell. That is, the threshold voltage of the memory cell is V
Even if it is attempted to set th1 to Vth4, there is a certain distribution for each set threshold voltage due to variations in characteristics of each memory cell. Further, this distribution changes depending on each chip as shown by the broken line itself. For this reason, the read speed and the read margin are different for each chip.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
不揮発性半導体メモリは、各メモリセルで書き込み特性
が異なっているので、選択されたメモリセルに応じて読
み出し速度が異なり、これに起因してチップ毎にも読み
出し速度や読み出しマージンが違ってくるという問題が
あった。
As described above, the conventional nonvolatile semiconductor memory has different write characteristics for each memory cell, so that the read speed is different depending on the selected memory cell. Therefore, there is a problem that the read speed and the read margin are different for each chip.

【0022】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、選択されたメモリセルに応じた読み出し速度
の違いや読み出しマージンの違いをできるだけ小さくし
得る不揮発性半導体メモリを提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory capable of minimizing a difference in read speed and a difference in read margin according to a selected memory cell. Aim.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
メモリは、行線と、列線と、前記列線に接続されるドレ
イン、ソース、浮遊ゲートおよび前記行線に接続される
制御ゲートを有し、前記浮遊ゲートに蓄えられた電荷の
量を異ならせることで複数ビットのデータを記憶するメ
モリセルと、前記メモリセルからのデータの読み出し時
に複数の基準電位と前記列線の電位とを比較して前記メ
モリセルに記憶されたデータを検出するセンスアンプ
と、前記メモリセルへのデータの書き込み、この書き込
み後の前記浮遊ゲートの電荷の蓄積状態をチェックする
ためのベリファイ読み出し、このベリファイ読み出しに
よって所望のデータが書き込まれたと判断した時には書
き込みを終了し、前記ベリファイ読み出しによって所望
のデータが書き込まれていないと判断した時には所望の
データが書き込まれたと判断するまで前記書き込みと前
記ベリファイ読み出しとを繰り返し行うプログラム手段
とを具備し、前記センスアンプは、複数の基準電位とし
て、第1の基準電位、第2の基準電位、第3の基準電
位、第4の基準電位、第5の基準電位、第6の基準電位
の順で順次電位が高く設定された少なくとも6つの基準
電位を用い、通常の読み出し時は、前記列線の電位が、
前記第2の基準電位よりも低いか、前記第1の基準電位
と前記第4の基準電位との間にあるか、前記第3の基準
電位と前記第6の基準電位との間にあるか、前記第5の
基準電位よりも高いかを検出することによってデータを
読み出し、前記ベリファイ読み出しの時は、前記列線の
電位が、前記第2の基準電位と前記第3の基準電位との
間にあるか、前記第4の基準電位と前記第5の基準電位
との間にあるか、前記第6の基準電位よりも高いかを検
出することによってデータを読み出すことを特徴とす
る。
A nonvolatile semiconductor memory according to the present invention comprises a row line, a column line, a drain, a source, a floating gate connected to the column line, and a control gate connected to the row line. A memory cell that stores a plurality of bits of data by varying the amount of charge stored in the floating gate; and a plurality of reference potentials and a potential of the column line when reading data from the memory cell. A sense amplifier for comparing and detecting data stored in the memory cell; writing data to the memory cell; verify reading for checking the accumulation state of the charge of the floating gate after the writing; and verify reading When it is determined that the desired data has been written, the writing is terminated, and the desired data is written by the verify read. Program means for repeatedly performing the writing and the verify reading until it is determined that desired data has been written when it is determined that the desired data has not been written, wherein the sense amplifier has a plurality of first reference potentials as a plurality of reference potentials. Normal reading is performed using at least six reference potentials whose potentials are sequentially set higher in the order of a second reference potential, a third reference potential, a fourth reference potential, a fifth reference potential, and a sixth reference potential. When the potential of the column line is
Whether it is lower than the second reference potential, between the first reference potential and the fourth reference potential, or between the third reference potential and the sixth reference potential The data is read by detecting whether the potential is higher than the fifth reference potential. In the verify reading, the potential of the column line is set between the second reference potential and the third reference potential. , Or between the fourth reference potential and the fifth reference potential or higher than the sixth reference potential to read data.

【0024】また、本発明の不揮発性半導体メモリは、
行線と、列線と、前記列線に接続されるドレイン、ソー
ス、浮遊ゲートおよび前記行線に接続される制御ゲート
を有し、前記浮遊ゲートに蓄えられた電荷の量を異なら
せることで複数ビットのデータを記憶するメモリセル
と、前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の
基準電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセル
に記憶されたデータを検出するセンスアンプと、前記メ
モリセルへのデータの書き込み、この書き込み後の前記
浮遊ゲートの電荷の蓄積状態をチェックするためのベリ
ファイ読み出し、このベリファイ読み出しによって所望
のデータが書き込まれたと判断した時には書き込みを終
了し、前記ベリファイ読み出しによって所望のデータが
書き込まれていないと判断した時には所望のデータが書
き込まれたと判断するまで前記書き込みと前記ベリファ
イ読み出しとを繰り返し行うプログラム手段とを具備
し、前記センスアンプは、複数の基準電位として、第1
の基準電位、第2の基準電位、第3の基準電位、第4の
基準電位、第5の基準電位、第6の基準電位の順で順次
電位が高く設定された少なくとも6つの基準電位と、前
記第1の基準電位と第2の基準電位の間の電位に設定さ
れた第7の基準電位と、前記第3の基準電位と第4の基
準電位の間の電位に設定された第8の基準電位と、前記
第5の基準電位と第6の基準電位の間の電位に設定され
た第9の基準電位とを用い、通常の読み出し時は、前記
列線の電位が、前記第2の基準電位よりも低いか、前記
第1の基準電位と前記第4の基準電位との間にあるか、
前記第3の基準電位と前記第6の基準電位との間にある
か、前記第5の基準電位よりも高いかを検出することに
よってデータを読み出し、前記ベリファイ読み出しの時
は、前記列線の電位が、前記第7の基準電位と前記第8
の基準電位との間にあるか、前記第8の基準電位と前記
第9の基準電位との間にあるか、前記第9の基準電位よ
りも高いかを検出することによってデータを読み出すこ
とを特徴とする。
Further, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention comprises:
A row line, a column line, a drain connected to the column line, a source, a floating gate, and a control gate connected to the row line, by varying the amount of charge stored in the floating gate. A memory cell that stores a plurality of bits of data, a sense amplifier that detects data stored in the memory cell by comparing a plurality of reference potentials and a potential of the column line when reading data from the memory cell, Write data to the memory cell, verify read to check the charge accumulation state of the floating gate after the write, and when it is determined that desired data has been written by the verify read, the write is terminated. When it is determined that the desired data has not been written by reading, it is determined that the desired data has been written. Until then and a repeated program means and said verify reading and the writing, the sense amplifier, as a plurality of reference potential, first
At least six reference potentials whose potentials are sequentially set higher in the order of the reference potential, the second reference potential, the third reference potential, the fourth reference potential, the fifth reference potential, and the sixth reference potential; A seventh reference potential set to a potential between the first reference potential and the second reference potential, and an eighth reference potential set to a potential between the third reference potential and the fourth reference potential. Using a reference potential and a ninth reference potential set to a potential between the fifth reference potential and the sixth reference potential, during normal reading, the potential of the column line is set to the second reference potential. Lower than a reference potential, between the first reference potential and the fourth reference potential,
The data is read by detecting whether the potential is between the third reference potential and the sixth reference potential or higher than the fifth reference potential. At the time of the verify read, the data is read from the column line. The potential is equal to the seventh reference potential and the eighth reference potential.
The data is read out by detecting whether it is between the reference potential of the second reference potential, the eighth reference potential and the ninth reference potential, or higher than the ninth reference potential. Features.

【0025】また、本発明の不揮発性半導体メモリは、
行線と、列線と、前記列線に接続されるドレイン、ソー
ス、浮遊ゲートおよび前記行線に接続される制御ゲート
を有し、前記浮遊ゲートに蓄えられた電荷の量を異なら
せることで複数ビットのデータを記憶するメモリセル
と、前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の
基準電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセル
に記憶されたデータを検出するセンスアンプと、前記メ
モリセルへのデータの書き込み、この書き込み後の前記
浮遊ゲートの電荷の蓄積状態をチェックするためのベリ
ファイ読み出し、このベリファイ読み出しによって所望
のデータが書き込まれたと判断した時には書き込みを終
了し、前記ベリファイ読み出しによって所望のデータが
書き込まれていないと判断した時には所望のデータが書
き込まれたと判断するまで前記書き込みと前記ベリファ
イ読み出しとを繰り返し行うプログラム手段とを具備
し、前記センスアンプは、複数の基準電位として、第1
の基準電位、前記第1の基準電位よりも高い少なくとも
2つの基準電位、前記少なくとも2つの基準電位よりも
高い第2の基準電位の少なくとも4つの基準電位を用
い、通常の読み出し時は、前記列線の電位が、第1の基
準電位よりも低いか、前記第1の基準電位よりも高い少
なくとも2つの基準電位同士の間にあるか、前記第2の
基準電位よりも高いかを検出することによってデータを
読み出し、前記ベリファイ読み出しの時は、前記少なく
とも二つの基準電位の低い方の基準電位よりも低い電位
の基準電位と前記少なくとも二つの基準電位の高い方の
基準電位よりも高い電位の基準電位との間にあるか、前
記第2の基準電位よりも低い電位の基準電位よりも高い
かを検出することによってデータを読み出すことを特徴
とする。
Further, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention comprises:
A row line, a column line, a drain connected to the column line, a source, a floating gate, and a control gate connected to the row line, by varying the amount of charge stored in the floating gate. A memory cell that stores a plurality of bits of data, a sense amplifier that detects data stored in the memory cell by comparing a plurality of reference potentials and a potential of the column line when reading data from the memory cell, Write data to the memory cell, verify read to check the charge accumulation state of the floating gate after the write, and when it is determined that desired data has been written by the verify read, the write is terminated. When it is determined that the desired data has not been written by reading, it is determined that the desired data has been written. Until then and a repeated program means and said verify reading and the writing, the sense amplifier, as a plurality of reference potential, first
And at least four reference potentials of at least two reference potentials higher than the first reference potential and a second reference potential higher than the at least two reference potentials. Detecting whether the potential of the line is lower than a first reference potential, between at least two reference potentials higher than the first reference potential, or higher than the second reference potential; In the case of the verify read, a reference potential of a lower potential than the lower reference potential of the at least two reference potentials and a reference potential of a higher potential than the higher reference potential of the at least two reference potentials are read. Data is read by detecting whether the potential is higher than the potential or higher than a reference potential lower than the second reference potential.

【0026】また、本発明の不揮発性半導体メモリは、
行線と、列線と、前記列線に接続されるドレイン、ソー
ス、浮遊ゲートおよび前記行線に接続される制御ゲート
を有し、前記浮遊ゲートに蓄えられた電荷の量を異なら
せることで複数ビットのデータを記憶するメモリセル
と、前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の
基準電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセル
に記憶されたデータを検出するセンスアンプと、前記セ
ンスアンプに供給される前記複数の基準電位を当該不揮
発性半導体メモリの製造後に所定の電位に設定するため
の電位設定手段を具備したことを特徴とする。
Also, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention
A row line, a column line, a drain connected to the column line, a source, a floating gate, and a control gate connected to the row line, by varying the amount of charge stored in the floating gate. A memory cell that stores a plurality of bits of data, a sense amplifier that detects data stored in the memory cell by comparing a plurality of reference potentials and a potential of the column line when reading data from the memory cell, Potential setting means for setting the plurality of reference potentials supplied to the sense amplifier to a predetermined potential after manufacturing the nonvolatile semiconductor memory is provided.

【0027】また、本発明の不揮発性半導体メモリは、
行線と、列線と、前記行線にゲートが接続され、前記列
線にドレインが接続されるメモリセルと、前記メモリセ
ルからのデータの読み出し時に基準電位と前記列線の電
位とを比較して前記メモリセルに記憶されたデータを検
出するセンスアンプと、前記列線の電位に対応して、前
記基準電位を前記列線の電位との電位差が大きくなる様
に変化させるように設定する基準電位設定手段を具備し
たことを特徴とする。
Further, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention comprises:
A memory cell in which a gate is connected to a row line, a column line, and the row line, and a drain is connected to the column line, and a reference potential is compared with a potential of the column line when data is read from the memory cell. And a sense amplifier for detecting data stored in the memory cell, and setting the reference potential corresponding to the potential of the column line so as to increase the potential difference from the potential of the column line. A reference potential setting means is provided.

【0028】また、本発明の不揮発性半導体メモリは、
行線と、列線と、前記列線にドレインが接続されるメモ
リセルと、前記メモリセルからのデータの読み出し時に
基準電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセル
に記憶されたデータを検出するセンスアンプと、前記列
線の電位に対応して、前記基準電位を前記列線の電位と
の電位差が大きくなる様に変化させるように設定する基
準電位設定手段を具備したことを特徴とする。
Further, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention comprises:
A row line, a column line, a memory cell having a drain connected to the column line, and a reference potential and a potential of the column line at the time of reading data from the memory cell are stored in the memory cell. A sense amplifier for detecting data; and reference potential setting means for setting the reference potential so as to increase the potential difference between the potential of the column line and the potential of the column line in accordance with the potential of the column line. Features.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実
施の形態に係る不揮発性半導体メモリの一部を示す。図
1に示すメモリは、例えば図19(a)を参照して前述
したようなタイプのメモリセルがマトリックス状に配置
されたメモリセルアレイを有する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a part of the nonvolatile semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention. The memory shown in FIG. 1 has, for example, a memory cell array in which memory cells of the type described above with reference to FIG. 19A are arranged in a matrix.

【0030】図1において、1はマトリックス状に配置
されたメモリセル、WLはワード線(行線)、BLはビ
ット線(列線)、SLはソース線、2は行デコーダ、3
は列デコーダ、4は列選択トランジスタ、5はビット線
負荷トランジスタ、6はメモリセルのドレイン電圧を所
定の値にするためのビット線電位クランプトランジス
タ、7はビット線電位クランプトランジスタのゲートに
バイアス電位を印加するためのバイアス回路である。
In FIG. 1, 1 is a memory cell arranged in a matrix, WL is a word line (row line), BL is a bit line (column line), SL is a source line, 2 is a row decoder,
Is a column decoder, 4 is a column selection transistor, 5 is a bit line load transistor, 6 is a bit line potential clamp transistor for setting the drain voltage of the memory cell to a predetermined value, and 7 is a bias potential at the gate of the bit line potential clamp transistor. Is applied to the bias circuit.

【0031】前記メモリセル1は、ドレイン、ソース、
浮遊ゲートおよび制御ゲートを有し、前記浮遊ゲートに
蓄えられた電荷の量を異ならせることで複数ビット(本
例では2ビット)のデータを記憶するものである。上記
ドレインは前記ビット線BLに接続されており、ソース
は前記ソース線SLに接続されており、制御ゲートは前
記ワード線WLに接続されている。
The memory cell 1 has a drain, a source,
It has a floating gate and a control gate, and stores a plurality of bits (two bits in this example) of data by varying the amount of charge stored in the floating gate. The drain is connected to the bit line BL, the source is connected to the source line SL, and the control gate is connected to the word line WL.

【0032】8は前記メモリセル1へのデータの書き込
み、この書き込み後の前記浮遊ゲートの電荷の蓄積状態
をチェックするためのベリファイ読み出し、このベリフ
ァイ読み出しによって所望のデータが書き込まれたと判
断した時には書き込みを終了し、前記ベリファイ読み出
しによって所望のデータが書き込まれていないと判断し
た時には所望のデータが書き込まれたと判断するまで前
記書き込みと前記ベリファイ読み出しとを繰り返し行う
ように制御するプログラム手段であり、例えばシーケン
ス制御回路が用いられている。
Reference numeral 8 denotes data writing to the memory cell 1, verify reading for checking the accumulation state of the electric charge of the floating gate after the writing, and writing when desired data is determined to have been written by the verify reading. Is completed, and when it is determined that the desired data has not been written by the verify reading, a program means for controlling the writing and the verify reading to be repeated until it is determined that the desired data has been written. A sequence control circuit is used.

【0033】以下、一つのメモリセルに2ビット分のデ
ータを記憶する場合の複数の実施例について説明する。 <第1実施例>図2は、図1の半導体メモリの第1実施
例に係る読み出し系のセンスアンプ部を示す。
Hereinafter, a plurality of embodiments in the case where 2-bit data is stored in one memory cell will be described. <First Embodiment> FIG. 2 shows a sense amplifier unit of a read system according to a first embodiment of the semiconductor memory of FIG.

【0034】この第1実施例では、6個のセンスアンプ
1A、1B、2A、2B、3A、3B(第1のセンスア
ンプ21〜第6のセンスアンプ26)と6個(第1〜第
6)の基準電位1A、1B、2A、2B、3A、3Bを
用いている。
In the first embodiment, six sense amplifiers 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B (first sense amplifier 21 to sixth sense amplifier 26) and six sense amplifiers (first to sixth sense amplifiers 26) are used. ) Reference potentials 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B.

【0035】図2において、6個のセンスアンプ1A、
1B、2A、2B、3A、3Bは、前記メモリセルに記
憶されたデータの読み出し時に、前記メモリセルからの
データが読み出されるビット線電位(列線の電位、本例
では図1中の負荷トランジスタ5とビット線電位クラン
プトランジスタ6との接続点の電位)が共通に入力す
る。
In FIG. 2, six sense amplifiers 1A,
1B, 2A, 2B, 3A, and 3B are bit line potentials (potentials of column lines, in this example, load transistors in FIG. 1) from which data is read from the memory cells when data stored in the memory cells are read. 5 and the bit line potential clamp transistor 6).

【0036】また、上記6個のセンスアンプ1A、1
B、2A、2B、3A、3Bは、前記メモリセル1から
のデータの読み出し時に、それぞれ対応して第2の基準
電位1B、第1の基準電位1A、第4の基準電位2B、
第3の基準電位2A、第6の基準電位3B、第5の基準
電位3Aが供給される。
The six sense amplifiers 1A, 1A,
B, 2A, 2B, 3A, 3B correspond to the second reference potential 1B, the first reference potential 1A, the fourth reference potential 2B, respectively, when data is read from the memory cell 1.
A third reference potential 2A, a sixth reference potential 3B, and a fifth reference potential 3A are supplied.

【0037】これにより、前記メモリセル1からのデー
タの読み出し時に、前記6個のセンスアンプ1A、1
B、2A、2B、3A、3Bは、それぞれ対応する二入
力を比較してデータを検出する。
Thus, when reading data from the memory cell 1, the six sense amplifiers 1A, 1A
B, 2A, 2B, 3A, and 3B detect data by comparing corresponding two inputs.

【0038】図3は、図2中の6個の基準電位1A、1
B、2A、2B、3A、3Bとメモリセルの閾値電圧V
th1〜Vth4に応じて決まるビット線電位1〜4の高低
関係を示す。
FIG. 3 shows the six reference potentials 1A, 1A in FIG.
B, 2A, 2B, 3A, 3B and the threshold voltage V of the memory cell
The level relationship between bit line potentials 1 to 4 determined according to th1 to Vth4 is shown.

【0039】ここで、基準電位は、第1の基準電位1
A、第2の基準電位1B、第3の基準電位2A、第4の
基準電位2B、第5の基準電位3A、第6の基準電位3
Bの順で順次電位が高く設定されている。
Here, the reference potential is the first reference potential 1
A, second reference potential 1B, third reference potential 2A, fourth reference potential 2B, fifth reference potential 3A, sixth reference potential 3
The potentials are set higher in the order of B.

【0040】次に、この第1実施例の動作の概要を説明
する。メモリセルのデータの消去時には、消去後のビッ
ト線電位を基準電位1Aよりも低くなる様に設定してお
く。
Next, an outline of the operation of the first embodiment will be described. At the time of erasing the data of the memory cell, the bit line potential after erasing is set to be lower than the reference potential 1A.

【0041】データの書き込み時には、閾値電圧Vth2
に設定しようとするメモリセルに対しては、ビット線電
位が基準電位1Bと2Aの間に設定されたことを検出し
て書き込みを止め、閾値電圧Vth3に設定しようとする
メモリセルに対しては、ビット線電位が基準電位2Bと
3Aの間に設定されたことを検出して書き込みを止め、
閾値電圧VVth4に設定設定しようとするメモリセルに
対しては、ビット線電位が基準電位3Bよりも高く設定
されたことを検出して書き込みを止める。
At the time of data writing, the threshold voltage Vth2
For the memory cell that is to be set to the threshold voltage Vth3, it is detected that the bit line potential is set between the reference potentials 1B and 2A, and the writing is stopped. , Detecting that the bit line potential is set between the reference potentials 2B and 3A and stopping the writing,
For a memory cell to be set to the threshold voltage VVth4, writing is stopped by detecting that the bit line potential is set higher than the reference potential 3B.

【0042】換言すれば、メモリセルへのデータの書き
込み後の所定のデータが書き込まれたかどうかをチェッ
クするためのベリファイ読み出し時には、ビット線電位
が、第2の基準電位1Bと第3の基準電位2Aの間にあ
るか、第4の基準電位2Bと第5の基準電位3Aの間に
あるか、第6の基準電位3Bよりも高いかを検出するこ
とによってデータを読み出す。
In other words, at the time of verify reading for checking whether or not predetermined data has been written after writing of data to the memory cell, the bit line potential is set to the second reference potential 1B and the third reference potential. The data is read out by detecting whether it is between 2A, between the fourth reference potential 2B and the fifth reference potential 3A, or higher than the sixth reference potential 3B.

【0043】これに対して、通常の読み出し時には、ビ
ット線電位が、第2の基準電位1Bよりも低いか、第1
の基準電位1Aと第4の基準電位2Bの間にあるか、ビ
ット線電位が第3の基準電位2Aと第6の基準電位3B
の間にあるか、第5の基準電位3Aよりも高く設定され
ているかを検出することによってデータを読み出す。
On the other hand, at the time of normal reading, the bit line potential is lower than the second reference potential 1B or the first reference potential 1B.
Or the bit line potential is between the third reference potential 2A and the sixth reference potential 3B.
, Or is set higher than the fifth reference potential 3A to read data.

【0044】例えば閾値電圧がVth2のメモリセルから
データを読み出す場合には、通常の読み出し時には、第
1の基準電位1Aと第4の基準電位2Bとの間にビット
線電位があることを検出し、ベリファイ読み出し時に
は、第2の基準電位1Bと第3の基準電位2Aとの間
(通常の読み出し時よりも狭い電圧範囲内)にビット線
電位があることを検出する。
For example, when data is read from a memory cell having a threshold voltage of Vth2, it is detected during normal reading that there is a bit line potential between the first reference potential 1A and the fourth reference potential 2B. At the time of verify reading, it detects that there is a bit line potential between the second reference potential 1B and the third reference potential 2A (within a voltage range narrower than that during normal reading).

【0045】また、閾値電圧が例えばVth3のメモリセ
ルからデータを読み出す場合には、通常の読み出し時に
は、第3の基準電位2Aと第6の基準電位3Bとの間に
ビット線電位があることを検出し、ベリファイ読み出し
時には、第4の基準電位2Bと第5の基準電位3Aとの
間(通常の読み出し時よりも狭い電圧範囲内)にビット
線電位があることを検出しする。
When data is read from a memory cell having a threshold voltage of, for example, Vth3, it is determined that there is a bit line potential between the third reference potential 2A and the sixth reference potential 3B during normal reading. At the time of detection and verify reading, it is detected that the bit line potential exists between the fourth reference potential 2B and the fifth reference potential 3A (within a voltage range narrower than that during normal reading).

【0046】なお、上記例では、閾値電圧がVth2のメ
モリセルからデータを読み出す時と閾値電圧がVth3の
メモリセルからデータを読み出す時で基準電位2Bと2
Aとを共用するようにしたが、前記した電位の高低関係
と同様の関係の基準電位を用いれば上記したように共用
する必要はないことは言うまでもない。次に、第1実施
例におけるデータの読み出し動作において、図2、図3
および下記の表3の真理値表を参照しながら詳細に説明
する。
In the above example, the reference potentials 2B and 2B are used when reading data from the memory cell having the threshold voltage Vth2 and when reading data from the memory cell having the threshold voltage Vth3.
Although A is shared, it is needless to say that it is not necessary to share as described above if a reference potential having the same relationship as the above-mentioned potential relationship is used. Next, in the data read operation in the first embodiment, FIGS.
This will be described in detail with reference to the truth table of Table 3 below.

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】通常の読み出し時には、第1のセンスアン
プ1Aにはメモリセルからのビット線電位と第2の基準
電位1Bが入力され、ビット線電位が基準電位1Bより
も低い時にはセンスアンプ1Aの出力1が‘0’にさ
れ、高い時にはセンスアンプ1Aの出力1が‘1’にさ
れる。
At the time of normal reading, the bit line potential from the memory cell and the second reference potential 1B are input to the first sense amplifier 1A. When the bit line potential is lower than the reference potential 1B, the output of the sense amplifier 1A is output. 1 is set to '0', and when high, the output 1 of the sense amplifier 1A is set to '1'.

【0049】また、第2のセンスアンプ1Bにはメモリ
セルからのビット線電位と第1の基準電位1Aが入力さ
れ、ビット線電位が基準電位1Aよりも低い時にはセン
スアンプ1Bの出力2Aが‘0’にされ、高い時にはセ
ンスアンプ1Bの出力2Aが‘1’にされる。
The bit line potential from the memory cell and the first reference potential 1A are input to the second sense amplifier 1B, and when the bit line potential is lower than the reference potential 1A, the output 2A of the sense amplifier 1B is set to ' It is set to 0, and when high, the output 2A of the sense amplifier 1B is set to '1'.

【0050】また、第3のセンスアンプ2Aにはメモリ
セルからのビット線電位と第4の基準電位2Bが入力さ
れ、ビット線電位が基準電位2Bよりも低い時にはセン
スアンプ2Aの出力2Bが‘0’にされ、高い時にはセ
ンスアンプ2Aの出力2Bが‘1’にされる。
Further, the bit line potential from the memory cell and the fourth reference potential 2B are input to the third sense amplifier 2A. When the bit line potential is lower than the reference potential 2B, the output 2B of the sense amplifier 2A becomes low. It is set to 0, and when high, the output 2B of the sense amplifier 2A is set to '1'.

【0051】また、第4のセンスアンプ2Bにはメモリ
セルからのビット線電位と第3の基準電位2Aが入力さ
れ、ビット線電位が基準電位2Aよりも低い時にはセン
スアンプ2Bの出力3Aが‘0’にされ、高い時にはセ
ンスアンプ2Bの出力3Aが‘1’にされる。
The bit line potential from the memory cell and the third reference potential 2A are input to the fourth sense amplifier 2B. When the bit line potential is lower than the reference potential 2A, the output 3A of the sense amplifier 2B becomes' It is set to 0, and when high, the output 3A of the sense amplifier 2B is set to '1'.

【0052】また、第5のセンスアンプ3Aにはメモリ
セルからのビット線電位と第6の基準電位3Bが入力さ
れ、ビット線電位が基準電位3Bよりも低い時にはセン
スアンプ3Aの出力3Bが‘0’にされ、高い時にはセ
ンスアンプ3Aの出力3Bが‘1’にされる。
Further, the bit line potential from the memory cell and the sixth reference potential 3B are input to the fifth sense amplifier 3A. When the bit line potential is lower than the reference potential 3B, the output 3B of the sense amplifier 3A becomes' It is set to 0, and when high, the output 3B of the sense amplifier 3A is set to '1'.

【0053】また、第6のセンスアンプ3Bにはメモリ
セルからのビット線電位と第5の基準電位3Aが入力さ
れ、ビット線電位が基準電位3Aよりも低い時にはセン
スアンプ3Bの出力4が‘0’にされ、高い時にはセン
スアンプ3Bの出力4が‘1’にされる。
Further, the bit line potential from the memory cell and the fifth reference potential 3A are input to the sixth sense amplifier 3B. When the bit line potential is lower than the reference potential 3A, the output 4 of the sense amplifier 3B becomes' It is set to 0, and when high, the output 4 of the sense amplifier 3B is set to '1'.

【0054】一つのメモリセルに記憶されている2ビツ
ト分のデータの一方のD1は、ビツト線電位が基準電位
2Aと基準電位3Bの間の電位にあるとき及び基準電位
3Aよりも高いときに‘1’と判定され、他方のデータ
D2は、ビツト線電位が基準電位1Aと基準電位2Bの
間の電位にあるとき及び基準電位3Aよりも高いときに
‘1’と判定されるので、一つのメモリセルに記憶され
ている2ビット分のデータ(D1、D2)は、下記の論
理式で得られる。
One of the two bits of data stored in one memory cell, D1, is when the bit line potential is between the reference potential 2A and the reference potential 3B and higher than the reference potential 3A. The data D2 is determined to be "1", and the other data D2 is determined to be "1" when the bit line potential is between the reference potential 1A and the reference potential 2B and when the bit line potential is higher than the reference potential 3A. Two-bit data (D1, D2) stored in one memory cell is obtained by the following logical expression.

【0055】 D1=(出力3A)・(/出力3B)+(出力4) D2=(出力2A)・(/出力2B)+(出力4) この式から分かるように、メモリセルの記憶データの検
出には、出力1は用いないので、第1のセンスアンプ1
Aは特に必要ない。
D1 = (output 3A) · (/ output 3B) + (output 4) D2 = (output 2A) · (/ output 2B) + (output 4) As can be seen from this equation, the storage data of the memory cell is Since the output 1 is not used for detection, the first sense amplifier 1
A is not particularly necessary.

【0056】しかし、消去後のベリファイ読み出しの時
には、ビット線電位が第1の基準電位1Aよりも低くな
ったことの検出を第1のセンスアンプ1Aで行うように
すれば良い。あるいは、消去後のベリファイ読み出しの
時には、第2のセンスアンプ1Bを用いて第1の基準電
位1Aよりも低くなったことを検出するようにすれば、
第1のセンスアンプ1Aは必要なくなる。
However, at the time of verify reading after erasing, the first sense amplifier 1A may detect that the bit line potential has become lower than the first reference potential 1A. Alternatively, at the time of verify reading after erasing, if the second sense amplifier 1B is used to detect that the potential is lower than the first reference potential 1A,
The first sense amplifier 1A becomes unnecessary.

【0057】なお、通常の読み出し時に、第1のセンス
アンプ1Aを使用しない時には、第2のセンスアンプ1
Bに供給される第1の基準電位1Aとビット線電位1が
近づくのでマージンが減少する恐れがある。このような
他の基準電位との電位差が減少する恐れのある場合を表
3の真理値表中に*印を付加して示している。
When the first sense amplifier 1A is not used at the time of normal reading, the second sense amplifier 1A is not used.
Since the first reference potential 1A supplied to B and the bit line potential 1 approach each other, the margin may be reduced. The case where the potential difference from such another reference potential may decrease is indicated by adding an asterisk in the truth table of Table 3.

【0058】なお、図19(b)に示したようなメモリ
セルを用いれば、データの消去時には浮遊ゲートから十
分電子を抜くことができるので、ビット線電位1と第1
の基準電位1Aとの電位差を十分大きくとれ、また、図
19(a)、(b)のメモリセルを用いる場合、ビット
線電位4に設定する時には、十分電子を注入して選択さ
れた時にオンしないようにすれば、マージンを上げるこ
とができる。
When a memory cell as shown in FIG. 19B is used, electrons can be sufficiently removed from the floating gate at the time of erasing data.
19 (a) and (b). When the memory cell shown in FIGS. 19A and 19B is used, when the bit line potential 4 is set, electrons are sufficiently injected to turn on when selected. Not doing so can increase the margin.

【0059】即ち、電子を注入する時に十分注意する必
要があるのは、ビット線電位2とビット線電位3に設定
する時であり、このような場合を改善するためには、第
1のセンスアンプ1Aの出力1を使用すると良い。
In other words, it is necessary to pay close attention when injecting electrons when setting the bit line potential 2 and the bit line potential 3. In order to improve such a case, the first sense It is preferable to use the output 1 of the amplifier 1A.

【0060】このような改善を図った場合の2ビット分
のデータ(D1、D2)の論理式を下記に示す。 D1=(出力2B)・(/出力3B)+(出力3A)・
(/出力3B)+(出力3A)・(/出力4)+(出力
3B)+(出力4) D2=(出力1)・(/出力2B)+(出力2A)・
(/出力2B)+(出力2A)・(/出力3A)+(出
力3B)+(出力4) メモリセルからのデータを読み出す時には、ビット線電
位が安定した時においては、ビット線電位は、基準電位
1Aと1Bとの間にはなく、同様に基準電位2Aと2B
との間にも、同様に基準電位3Aと3Bとの間にもな
い。
The logical expression of the data (D1, D2) for two bits when such an improvement is achieved is shown below. D1 = (output 2B) · (/ output 3B) + (output 3A) ·
(/ Output 3B) + (output 3A) · (/ output 4) + (output 3B) + (output 4) D2 = (output 1) · (/ output 2B) + (output 2A) ·
(/ Output 2B) + (Output 2A) · (/ Output 3A) + (Output 3B) + (Output 4) When reading data from the memory cell, when the bit line potential is stable, the bit line potential is: It is not between the reference potentials 1A and 1B, but is similarly between the reference potentials 2A and 2B.
Between the reference potentials 3A and 3B.

【0061】従って、記憶データD1が‘1’であるこ
とを検出するためのビット電位3およびビット線電位4
を検出する時には、上記論理式に示すように検出すれば
良い。即ち、ビット線電位3が、基準電位2Bよりも高
く且つ基準電位3Bよりも低いか、あるいは、基準電位
2Aよりも高く且つ基準電位3Bよりも低いか、あるい
は、基準電位2Aよりも高く且つ基準電位3Aよりも低
いか、を検知してこの時D1を‘1’とし、あるいは、
ビット線電位4が基準電位3Aあるいは基準電位3Bよ
りも高いことを検出して、この時D1を‘1’としてい
る。
Therefore, the bit potential 3 and the bit line potential 4 for detecting that the storage data D1 is "1"
May be detected as shown in the above logical expression. That is, the bit line potential 3 is higher than the reference potential 2B and lower than the reference potential 3B, or higher than the reference potential 2A and lower than the reference potential 3B, or higher than the reference potential 2A and It is detected whether the potential is lower than 3A and D1 is set to '1' at this time, or
When it is detected that the bit line potential 4 is higher than the reference potential 3A or 3B, D1 is set to "1" at this time.

【0062】また、記憶データD2が‘1’であること
を検出するためのビット電位2およびビット線電位4を
検出する時には、ビット線電位4が、基準電位1Bより
も高く且つ基準電位2Bよりも低いか、あるいは、基準
電位1Aよりも高く且つ基準電位2Bよりも低いか、あ
るいは、基準電位1Aよりも高く且つ基準電位2Aより
も低いか、あるいは、基準電位3Aあるいは基準電位3
Bよりも高いことを検出して、この時D2を‘1’とし
ている。
When detecting the bit potential 2 and the bit line potential 4 for detecting that the storage data D2 is "1", the bit line potential 4 is higher than the reference potential 1B and higher than the reference potential 2B. Is lower than the reference potential 1A and lower than the reference potential 2B, or higher than the reference potential 1A and lower than the reference potential 2A, or the reference potential 3A or the reference potential 3
It is detected that it is higher than B, and at this time, D2 is set to '1'.

【0063】これにより、ビット線電位と基準電位が最
も電位差を大きくした状態でデータを読み出すことがで
きる。図4は、前記第1実施例においてセンスアンプ部
に供給する基準電位をベリファイ読み出しの時と通常の
読み出しの時とで異ならせるための基準電位制御回路の
一例として、基準電位をスイッチング回路によって切り
替えてセンスアンプに供給する基準電位切換回路の一例
を示している。
As a result, data can be read with the potential difference between the bit line potential and the reference potential being the largest. FIG. 4 shows an example of a reference potential control circuit for changing the reference potential supplied to the sense amplifier section between the verify read operation and the normal read operation in the first embodiment. 2 shows an example of a reference potential switching circuit to be supplied to a sense amplifier.

【0064】図4に示す基準電位切換回路において、ス
イッチング回路SW1、SW2はそれぞれ第1のCMO
SトランスファゲートTG1〜第6のCMOSトランス
ファゲートTG6からなり、この第1〜第6のCMOS
トランスファゲートの各一端に対応して基準電位1A、
1B、2A、2B、3A、3Bが入力する。
In the reference potential switching circuit shown in FIG. 4, switching circuits SW1 and SW2 are each provided with a first CMO.
An S transfer gate TG1 to a sixth CMOS transfer gate TG6.
A reference potential 1A corresponding to each end of the transfer gate,
1B, 2A, 2B, 3A, and 3B are input.

【0065】前記スイッチング回路SW1の第1〜第6
のCMOSトランスファゲートは、それぞれ信号NRが
‘0’で信号VERが‘1’の時(ベリファイ読み出し
時)にオン状態に制御され、各他端の出力を対応してセ
ンスアンプ1A、1B、2A、2B、3A、3Bに供給
する。
The first to sixth switching circuits SW1
Of the CMOS transfer gates are controlled to be turned on when the signal NR is “0” and the signal VER is “1” (at the time of verify reading), and the sense amplifiers 1A, 1B, and 2A correspond to the outputs at the other ends. , 2B, 3A and 3B.

【0066】これに対して、前記スイッチング回路SW
2の第1〜第6のCMOSトランスファゲートは、それ
ぞれ信号NRが‘1’で信号VERが‘0’の時(通常
の読み出し時)にオン状態に制御され、各他端の出力を
対応してセンスアンプ1B、1A、2B、2A、3B、
3Aに供給する。
On the other hand, the switching circuit SW
The second to sixth CMOS transfer gates are controlled to be on when the signal NR is “1” and the signal VER is “0” (during normal reading), and correspond to the output at the other end. And sense amplifiers 1B, 1A, 2B, 2A, 3B,
3A.

【0067】次に、図4の基準電位切換回路の動作を説
明する。通常の読み出しの時は、信号NRが‘1’に、
信号VERが‘0’にされ、スイッチング回路SW1が
オフし、スイッチング回路SW2がオンする。これによ
り、スイッチング回路SW2を通して、センスアンプ1
Aには基準電位1Bが供給され、センスアンプ1Bには
基準電位1Aが供給され、センスアンプ2Aには基準電
位2Bが供給され、センスアンプ2Bには基準電位2A
が供給され、センスアンプ3Aには基準電位3Bが供給
され、センスアンプ3Bには基準電位3Aが供給され
る。
Next, the operation of the reference potential switching circuit of FIG. 4 will be described. At the time of normal reading, the signal NR becomes “1”,
The signal VER is set to “0”, the switching circuit SW1 is turned off, and the switching circuit SW2 is turned on. Thereby, the sense amplifier 1 is connected through the switching circuit SW2.
A is supplied with reference potential 1B, sense amplifier 1B is supplied with reference potential 1A, sense amplifier 2A is supplied with reference potential 2B, and sense amplifier 2B is supplied with reference potential 2A.
Is supplied, the reference potential 3B is supplied to the sense amplifier 3A, and the reference potential 3A is supplied to the sense amplifier 3B.

【0068】一方、ベリファイ読み出しの時には、信号
NRが‘0’に、信号VERが‘1’にされ、スイッチ
ング回路SW1がオンし、スイッチング回路SW2がオ
フする。これにより、スイッチング回路SW1を通し
て、センスアンプ1Aには基準電位1Aが供給され、セ
ンスアンプ1Bには基準電位1Bが供給され、センスア
ンプ2Aには基準電位2Aが供給され、センスアンプ2
Bには基準電位2Bが供給され、センスアンプ3Aには
基準電位3Aが供給され、センスアンプ3Bには基準電
位3Bが供給される。
On the other hand, at the time of verify reading, the signal NR is set to "0", the signal VER is set to "1", the switching circuit SW1 is turned on, and the switching circuit SW2 is turned off. Thus, the reference potential 1A is supplied to the sense amplifier 1A, the reference potential 1B is supplied to the sense amplifier 1B, the reference potential 2A is supplied to the sense amplifier 2A, and the sense amplifier 2 is supplied through the switching circuit SW1.
Reference potential 2B is supplied to B, reference potential 3A is supplied to sense amplifier 3A, and reference potential 3B is supplied to sense amplifier 3B.

【0069】図5は、前記第1実施例における基準電位
制御回路の他の例として、センスアンプに供給する基準
電位自体を通常の読み出し時とベリファイ読み出しの時
とで変化させるための基準電位可変回路を示している。
FIG. 5 shows, as another example of the reference potential control circuit in the first embodiment, a reference potential variable circuit for changing the reference potential itself supplied to the sense amplifier between normal reading and verify reading. The circuit is shown.

【0070】即ち、図5に示す基準電位可変回路におい
て、50は例えば複数個のNMOSトランジスタが電源
電位と接地電位との間に直列に接続されてなる電圧分割
回路であり、トランジスタの直列接続点のうちの2つの
節点N1、N2の電位(分割電位)が選択的に使用され
る。
That is, in the reference potential variable circuit shown in FIG. 5, reference numeral 50 denotes a voltage dividing circuit in which a plurality of NMOS transistors are connected in series between a power supply potential and a ground potential, for example. Of the two nodes N1 and N2 are selectively used.

【0071】上記節点N1の電位は、信号NRが‘1’
の時(通常の読み出し時)にオン状態に制御されるトラ
ンジスタTR1を通して取り出され、前記節点N2の電
位は、信号VERが‘1’の時(ベリファイ読み出し
時)にオン状態に制御されるトランジスタTR2を通し
て取り出される。
The potential at the node N1 is determined by the signal NR being "1".
At the time of (normal reading), the potential is taken out through the transistor TR1 which is controlled to the on state, and the potential of the node N2 is controlled to the on state when the signal VER is "1" (at the time of verify reading). Taken out through.

【0072】上記トランジスタTR1あるいはTR2を
通して取り出された電位は、ダミーセルDMのゲート電
極(メモリセルの浮遊ゲートに対応する電極)に印加さ
れる。このダミーセルDMは、ソース側が接地され、ド
レイン側には負荷トランジスタL1が接続されており、
ダミーセルDMと負荷トランジスタL1との接続点から
出力する基準電位がセンスアンプに供給される。
The potential extracted through the transistor TR1 or TR2 is applied to the gate electrode of the dummy cell DM (the electrode corresponding to the floating gate of the memory cell). In the dummy cell DM, the source side is grounded and the drain side is connected to the load transistor L1.
A reference potential output from a connection point between the dummy cell DM and the load transistor L1 is supplied to the sense amplifier.

【0073】次に、図5の基準電位可変回路の動作を説
明する。図5の基準電位可変回路は、ダミーセルDMの
ゲート電極に電位を供給し、この電位を通常の読み出し
時とベリファイ読み出し時とで変化させるようにして基
準電位を変化させるようにしている。
Next, the operation of the reference potential variable circuit of FIG. 5 will be described. The reference potential variable circuit of FIG. 5 supplies a potential to the gate electrode of the dummy cell DM, and changes the reference potential between normal reading and verify reading to change the reference potential.

【0074】メモリセルは、そのチャネル領域は、実質
的に浮遊ゲートの電位で制御されるので、図5に示すよ
うにメモリセルと等価なダミーセルDMの浮遊ゲートに
対応したゲート電極に直接電圧を供給してやれば、メモ
リセルの浮遊ゲートの電位の状態をダミーセルDMに作
ることができるので、メモリセルの浮遊ゲートの電荷の
蓄積状態に対応して基準電位を正確に作ることができ
る。
Since the channel region of the memory cell is substantially controlled by the potential of the floating gate, a voltage is directly applied to the gate electrode corresponding to the floating gate of the dummy cell DM equivalent to the memory cell as shown in FIG. If supplied, the state of the potential of the floating gate of the memory cell can be made in the dummy cell DM, so that the reference potential can be accurately made in accordance with the accumulation state of the electric charge of the floating gate of the memory cell.

【0075】基準電位1Aを作る時には、ビット線電位
1の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位とビット線電位
2の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位との間の電位を
ダミーセルDMのゲート電極に供給するようにすれば良
い。
When generating the reference potential 1A, the potential between the floating gate potential of the memory cell at the bit line potential 1 and the potential of the floating gate of the memory cell at the bit line potential 2 is set to the gate electrode of the dummy cell DM. What is necessary is just to supply to.

【0076】基準電位1Bを作る時には、ビット線電位
1の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位とビット線電位
2の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位との間で、基準
電位1Aの時のゲート電位よりも低い所定の電位をダミ
ーセルDMのゲート電極に供給するようにすれば良い。
When the reference potential 1B is generated, the potential of the floating gate of the memory cell when the bit line potential is 1 and the potential of the floating gate of the memory cell when the bit line potential is 2 are set at the reference potential 1A. What is necessary is just to supply a predetermined potential lower than the gate potential to the gate electrode of the dummy cell DM.

【0077】基準電位2Aを作る時には、ビット線電位
2の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位とビット線電位
3の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位との間の電位を
ダミーセルDMのゲート電極に供給するようにすれば良
い。
When generating the reference potential 2A, the potential between the floating gate potential of the memory cell when the bit line potential is 2 and the floating gate potential of the memory cell when the bit line potential is 3 is set to the gate electrode of the dummy cell DM. What is necessary is just to supply to.

【0078】基準電位2Bを作る時には、ビット線電位
2の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位とビット線電位
3の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位との間で、基準
電位2Aの時のゲート電位よりも低い所定の電位をダミ
ーセルDMのゲート電極に供給するようにすれば良い。
When the reference potential 2B is generated, the potential of the floating gate of the memory cell at the bit line potential 2 and the potential of the floating gate of the memory cell at the bit line potential 3 is set at the reference potential 2A. What is necessary is just to supply a predetermined potential lower than the gate potential to the gate electrode of the dummy cell DM.

【0079】基準電位3Aを作る時には、ビット線電位
3の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位とビット線電位
4の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位との間の電位を
ダミーセルDMのゲート電極に供給するようにすれば良
い。
When the reference potential 3A is generated, the potential between the floating gate potential of the memory cell when the bit line potential is 3 and the floating gate potential of the memory cell when the bit line potential is 4 is set to the gate electrode of the dummy cell DM. What is necessary is just to supply to.

【0080】基準電位3Bを作る時には、ビット線電位
3の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位とビット線電位
4の時のメモリセルの浮遊ゲートの電位との間で、基準
電位3Aの時のゲート電位よりも低い所定の電位をダミ
ーセルDMのゲート電極に供給するようにすれば良い。
When the reference potential 3B is generated, the potential of the floating gate of the memory cell at the bit line potential 3 and the potential of the floating gate of the memory cell at the bit line potential 4 are set at the reference potential 3A. What is necessary is just to supply a predetermined potential lower than the gate potential to the gate electrode of the dummy cell DM.

【0081】例えば図5は第1実施例における図2中の
センスアンプ2Aに基準電位を供給する時の例を示して
おり、通常の読み出しの場合、信号NRは‘1’に、信
号VERは‘0’に設定され、トランジスタTR1はオ
ンし、トランジスタTR2はオフするので、電圧分割回
路50の節点N1の電位がトランジスタTR1を通して
ダミーセルDMの浮遊ゲートに対応したゲート電極に供
給され、ダミーセルDMと負荷トランジスタL1との接
続点から基準電位2Bが出力されセンスアンプ2Aに供
給される。
For example, FIG. 5 shows an example in which the reference potential is supplied to the sense amplifier 2A in FIG. 2 in the first embodiment. In the case of normal reading, the signal NR is "1" and the signal VER is Since the transistor TR1 is turned on and the transistor TR2 is turned off, the potential of the node N1 of the voltage dividing circuit 50 is supplied to the gate electrode corresponding to the floating gate of the dummy cell DM through the transistor TR1. The reference potential 2B is output from the connection point with the load transistor L1 and supplied to the sense amplifier 2A.

【0082】また、ベリファイ読み出しの場合、信号N
Rは‘0’に、信号VERは‘1’に設定され、トラン
ジスタTR1はオフし、トランジスタTR2はオンする
ので、電圧分割回路50の節点N1の電位よりも高い節
点N2の電位がトランジスタTR2を通してダミーセル
DMの浮遊ゲートに対応したゲート電極に供給され、ダ
ミーセルDMと負荷トランジスタL1との接続点から基
準電位2Bよりも所定の電位だけ低い基準電位2Aが出
力されセンスアンプ2Aに供給される。他のセンスアン
プにおいても通常の読み出しのときと、ベリファイ読み
出しのときとでダミーセルDMの浮遊ゲートに対応した
ゲート電極に、所定の電位を与えるようにして必要な基
準電位を得るように、電圧分割回路の対応する節点の電
位を、スイッチング制御されるトランジスタを通して供
給するようにする。
In the case of verify reading, the signal N
R is set to “0”, the signal VER is set to “1”, the transistor TR1 is turned off, and the transistor TR2 is turned on. Therefore, the potential of the node N2 higher than the potential of the node N1 of the voltage dividing circuit 50 passes through the transistor TR2. The reference potential 2A that is supplied to the gate electrode corresponding to the floating gate of the dummy cell DM and is lower than the reference potential 2B by a predetermined potential from the connection point between the dummy cell DM and the load transistor L1 is output and supplied to the sense amplifier 2A. In other sense amplifiers, voltage division is performed so that a predetermined potential is applied to the gate electrode corresponding to the floating gate of the dummy cell DM to obtain a necessary reference potential during normal reading and verify reading. The potential at the corresponding node of the circuit is supplied through a transistor which is controlled by switching.

【0083】即ち、上記したように第1実施例において
は、閾値電圧がVth2のメモリセルとVth3のメモリセ
ルを検出する時は、図18に示した従来例のように同一
の基準電位2の電位よりも低いか高いかを検出している
のではなく、図3に示したようにVth2のメモリセルを
検出する時には基準電位2Bよりも低い電位であるか否
かを検出し、Vth3のメモリセルを検出する時には、こ
の基準電位2Bよりも低い基準電位2Aよりも高い電位
であるか否かを検出するようにしている。
That is, as described above, in the first embodiment, when detecting the memory cells having the threshold voltages Vth2 and Vth3, the same reference potential 2 as in the conventional example shown in FIG. Instead of detecting whether the potential is lower or higher than the potential, when detecting the memory cell of Vth2 as shown in FIG. 3, it is determined whether or not the potential is lower than the reference potential 2B. When a cell is detected, it is detected whether or not the potential is higher than the reference potential 2A, which is lower than the reference potential 2B.

【0084】即ち、Vth2とVth3とを検出するために
異なる基準電位を用いるようにしているので、基準電位
とビット線電位との電位差を大きくとることができ、こ
れにより、読み出し速度を速くできるとともに読み出し
マージンを大きくすることができる。
That is, since different reference potentials are used to detect Vth2 and Vth3, the potential difference between the reference potential and the bit line potential can be increased, thereby increasing the read speed and The read margin can be increased.

【0085】<第2実施例>この第2実施例では、図6
に示すように、ベリファイ読み出し時には、前記第1実
施例と同様に基準電位1A、1B、2A、2B、3A、
3Bを用いてベリファイ読み出しを行ってビット線電位
が所定の電位に設定されたかを検出する。そして、通常
の読み出し時には、基準電位1Aと1Bとの間、基準電
位2Aと2Bとの間、基準電位3Aと3Bとの間にそれ
ぞれ基準電位を設け、この3個の基準電位を利用して読
み出しを行う。
<Second Embodiment> In this second embodiment, FIG.
As shown in FIG. 7, at the time of verify reading, the reference potentials 1A, 1B, 2A, 2B, 3A,
Verify read is performed using 3B to detect whether the bit line potential is set to a predetermined potential. During normal reading, a reference potential is provided between the reference potentials 1A and 1B, between the reference potentials 2A and 2B, and between the reference potentials 3A and 3B, respectively, and the three reference potentials are used. Perform reading.

【0086】このようにしても、従来例の場合よりも、
ビット線電位と基準電位との差を大きくでき、マージン
が広がるとともに、通常の読み出しの時のセンスアンプ
は3個で良いので、センスアンプ部での消費電流を従来
と同等に抑えられる。
Even in this case, compared to the conventional example,
The difference between the bit line potential and the reference potential can be increased, the margin can be widened, and the number of sense amplifiers at the time of normal reading can be three, so that the current consumption in the sense amplifier unit can be suppressed to the same level as in the conventional case.

【0087】<第3実施例>この第3実施例では、図7
に示すように、通常の読み出し時には、前記第1実施例
と同様に基準電位1A、1B、2A、2B、3A、3B
を用いて読み出しを行う。そして、ベリファイ読み出し
時には、基準電位1Aと1Bとの間、基準電位2Aと2
Bとの間、基準電位3Aと3Bとの間にそれぞれ基準電
位を設け、この3個の基準電位を利用してビット線電位
が所定の電位に設定されたかを検出する。
<Third Embodiment> In the third embodiment, FIG.
As shown in FIG. 7, during normal reading, the reference potentials 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B
Is read by using. At the time of verify read, the reference potentials 1A and 1B and the reference potentials 2A and 2A
B, and a reference potential is provided between the reference potentials 3A and 3B, respectively, and it is detected whether or not the bit line potential is set to a predetermined potential using the three reference potentials.

【0088】このようにしても、従来例の場合よりも、
通常の読み出しの時のビット線電位と基準電位との差を
大きくでき、マージンが広がる。ところで、図21に示
したように、データの消去および書き込み後のメモリセ
ルの閾値電圧は、各メモリセルごとの特性のばらつきに
よって、設定する閾値電圧毎にある分布を持ってばらつ
く。また,この分布は、分布自体が破線で示したように
各チップによって変化する。このような問題に対応する
ようにした第4実施例を以下に説明する。
Even in such a case, compared to the conventional example,
The difference between the bit line potential during normal reading and the reference potential can be increased, and the margin is increased. By the way, as shown in FIG. 21, the threshold voltage of the memory cell after erasing and writing data varies with a certain distribution for each set threshold voltage due to variation in characteristics of each memory cell. Further, this distribution changes depending on each chip as shown by the broken line itself. A fourth embodiment which addresses such a problem will be described below.

【0089】<第4実施例>図8は、図1の半導体メモ
リの第4実施例に係る読み出し系のセンスアンプ部を示
す。
<Fourth Embodiment> FIG. 8 shows a sense amplifier unit of a read system according to a fourth embodiment of the semiconductor memory of FIG.

【0090】図8に示すセンスアンプ部では、それぞれ
電位の異なった3組の基準電位を用意しており、3組の
基準電位の内の一組が信号S1〜S3による制御により
3個のスイッチ回路1〜3(第1のスイッチ回路84〜
第3のスイッチ回路86)で選択されて3個のセンスア
ンプ1〜3(第1のセンスアンプ81〜第3のセンスア
ンプ83)に供給されることによってデータを読み出
す。
In the sense amplifier section shown in FIG. 8, three sets of reference potentials having different potentials are prepared, and one of the three sets of reference potentials has three switches controlled by signals S1 to S3. Circuits 1 to 3 (first switch circuits 84 to
The data is read by being selected by the third switch circuit 86 and supplied to the three sense amplifiers 1 to 3 (the first sense amplifier 81 to the third sense amplifier 83).

【0091】信号S1が‘1’、信号S2、S3が共に
‘0’の場合には、スイッチ回路1が選択され、このス
イッチ回路1を通して基準電位1A、2A、3Aがそれ
ぞれ対応してセンスアンプ1、2、3に供給される。
When the signal S1 is "1" and the signals S2 and S3 are both "0", the switch circuit 1 is selected, and the reference potentials 1A, 2A and 3A are respectively passed through the switch circuit 1 to the sense amplifiers. 1, 2 and 3.

【0092】信号S2が‘1’、信号S1、S3が共に
‘0’の場合には、スイッチ回路2が選択され、このス
イッチ回路2を通して基準電位1B、2B、3Bがそれ
ぞれ対応してセンスアンプ1、2、3に供給される。
When the signal S2 is "1" and the signals S1 and S3 are both "0", the switch circuit 2 is selected, and the reference potentials 1B, 2B and 3B respectively correspond to the sense amplifiers through the switch circuit 2. 1, 2 and 3.

【0093】信号S3が‘1’、信号S1、S2が共に
‘0’の場合には、スイッチ回路3が選択され、このス
イッチ回路3を通して基準電位1C、2C、3Cがそれ
ぞれ対応してセンスアンプ1、2、3に供給される。
When the signal S3 is "1" and the signals S1 and S2 are both "0", the switch circuit 3 is selected, and the reference potentials 1C, 2C and 3C are respectively passed through the switch circuit 3 to the corresponding sense amplifiers. 1, 2 and 3.

【0094】これら基準電位の高低関係は図9に示すよ
うになっており、例えばセンスアンプ1に基準電位1と
して供給する基準電位1A、1B、1Cは、この順で順
次電位が高くなっている。即ち、スイッチ回路1を通し
て供給される基準電位1は、基準電位1、2、3の内で
最も低く、スイッチ回路2を通して供給される基準電位
2は、基準電位1、2、3の内で2番目に高い電位であ
り、スイッチ回路3を通して供給される基準電位3は、
基準電位1、2、3の内で最も高い電位である。
FIG. 9 shows the relationship between the levels of the reference potentials. For example, the reference potentials 1A, 1B, and 1C supplied as the reference potential 1 to the sense amplifier 1 are sequentially increased in this order. . That is, the reference potential 1 supplied through the switch circuit 1 is the lowest among the reference potentials 1, 2, and 3, and the reference potential 2 supplied through the switch circuit 2 is 2 among the reference potentials 1, 2, and 3. The second highest potential, the reference potential 3 supplied through the switch circuit 3,
This is the highest potential among the reference potentials 1, 2, and 3.

【0095】なお、前記信号S1〜S3を‘0’あるい
は‘1’に設定する制御は、フューズ素子(図示せず)
を設けておき対応するフューズ素子を切断して設定して
も良いし、メモリセルと同じトランジスタ(図示せず)
を用意してその浮遊ゲートに電子を注入するかしないか
によって設定しても良い。
The control for setting the signals S1 to S3 to "0" or "1" is performed by a fuse element (not shown).
May be provided and the corresponding fuse element may be cut off to set the same, or the same transistor as the memory cell (not shown)
And it may be set depending on whether or not electrons are injected into the floating gate.

【0096】また、図8では、それぞれ電位の異なった
3組の基準電位を用意した例を示したが、3組に限ら
ず、複数組の基準電位を用意すれば良い。即ち、上記し
たように第4実施例では、複数(n)組の基準電位を用
意しておき、各チップ毎にそれぞれの記憶データに対応
したビット線電位の分布やばらつきを調べ、複数の信号
S1〜Snで、最適の組の基準電位を選択してセンスア
ンプに供給する。これにより、各チップ毎に最適の基準
電位を供給できるので、データの読み出し速度が向上す
るという利点がある。
FIG. 8 shows an example in which three sets of reference potentials having different potentials are prepared. However, the present invention is not limited to three sets, and a plurality of sets of reference potentials may be prepared. That is, as described above, in the fourth embodiment, a plurality (n) sets of reference potentials are prepared, and the distribution and variation of the bit line potentials corresponding to the respective stored data are checked for each chip, and a plurality of signal potentials are determined. In S1 to Sn, an optimal set of reference potentials is selected and supplied to the sense amplifier. As a result, the optimum reference potential can be supplied to each chip, so that there is an advantage that the data reading speed is improved.

【0097】<第5実施例>図10は、図1の半導体メ
モリの第5実施例に係る読み出し系のセンスアンプ部を
示す。
<Fifth Embodiment> FIG. 10 shows a read sense amplifier section according to a fifth embodiment of the semiconductor memory of FIG.

【0098】図11は、図10中の基準電位1、2、3
とビット線電位1、2、3、4との高低関係を示してい
る。この第5実施例では、3個のセンスアンプ1、2、
3(第1のセンスアンプ101〜第3のセンスアンプ1
03)と6個(第1〜第6)の基準電位1A、1B、2
A、2B、3A、3Bを用いており、センスアンプ1、
2、3に供給する基準電位1、2、3を、通常の読み出
し時にビット線電位に応じて変化させることにより、通
常の読み出し時のマージンを上げるようにしている。
FIG. 11 shows the reference potentials 1, 2, 3 in FIG.
And the bit line potentials 1, 2, 3, and 4. In the fifth embodiment, three sense amplifiers 1, 2,
3 (the first sense amplifier 101 to the third sense amplifier 1
03) and six (first to sixth) reference potentials 1A, 1B, 2
A, 2B, 3A and 3B, and the sense amplifier 1
By changing the reference potentials 1, 2, and 3 supplied to 2, 3 according to the bit line potential at the time of normal reading, a margin at the time of normal reading is increased.

【0099】なお、ベリファイ読み出しの時には、前記
した各実施例と同様の読み出し方法を適用しても良い
し、従来例の読み出し方法を適用しても良い。次に、第
5実施例による通常の読み出し時の読み出し方法につい
て説明する。例えばビット線電位1を検出する時は、図
11中に示す基準電位1Bが基準電位1としてセンスア
ンプ1に供給され、図11中に示す基準電位2Bが基準
電位2としてセンスアンプ2に供給され、図11に示す
基準電位3Bが基準電位3としてセンスアンプ3に供給
される。
At the time of verify read, the same read method as in each of the above-described embodiments may be applied, or the read method of the conventional example may be applied. Next, a reading method during normal reading according to the fifth embodiment will be described. For example, when detecting the bit line potential 1, the reference potential 1B shown in FIG. 11 is supplied to the sense amplifier 1 as the reference potential 1, and the reference potential 2B shown in FIG. , The reference potential 3B shown in FIG.

【0100】これにより、ビット線電位1は基準電位1
Bとセンスアンプ1で比較されることになり、お互いの
電位差を大きくできる。即ち、例えばデータが外部に出
力される時に、外部端子を充放電する時の電流による電
源電圧の揺れに対してマージンを大きくできる。
As a result, the bit line potential 1 becomes the reference potential 1
B is compared with the sense amplifier 1, and the potential difference between them can be increased. That is, for example, when data is output to the outside, a margin can be increased with respect to fluctuation of the power supply voltage due to a current when charging and discharging the external terminal.

【0101】次に、異なるメモリセルが選択されて、ビ
ット線電位がビット線電位1からビット線電位2に変化
していく場合には、ビット線が充電されて行き、ビット
線電位が基準電位1Bよりも高くなった時に、センスア
ンプ1の出力1がその論理レベルを‘0’から‘1’に
変化させ、この変化に基づいてセンスアンプ1に供給さ
れる基準電位1が基準電位1Aに変化するように制御さ
れる。
Next, when a different memory cell is selected and the bit line potential changes from bit line potential 1 to bit line potential 2, the bit line is charged and the bit line potential is changed to the reference potential. 1B, the output 1 of the sense amplifier 1 changes its logic level from “0” to “1”. Based on this change, the reference potential 1 supplied to the sense amplifier 1 changes to the reference potential 1A. It is controlled to change.

【0102】これにより、ビット線電位がビット線電位
2の位置になった時にビット線電位2と基準電位1(基
準電位1A)との電位差を大きくできる。上記したよう
に電源変動が大きいのは、データが外部に出力される時
であり、この時、基準電位とビット線電位の差が小さけ
れば、お互いに反対の電位方向に電源変動によってなっ
てしまった時には、間違ってデータが出てしまう。
Thus, when the bit line potential reaches the position of bit line potential 2, the potential difference between bit line potential 2 and reference potential 1 (reference potential 1A) can be increased. As described above, the power supply fluctuation is large when data is output to the outside. At this time, if the difference between the reference potential and the bit line potential is small, the power supply changes in the opposite potential directions. When you do, the data comes out by mistake.

【0103】そこで、上記したように基準電位とビット
線電位の差は大きい方が良いが、この第5実施例では、
センスアンプ部の出力が変化し、この変化が例えば出力
バッファ回路(図示せず)に伝達され、この出力バッフ
ァ回路からデータが外部に出力されるまでの時間に、基
準電位1が1Bから1Aに変化して基準電位とビット線
電位の差が大きくなるようにしているので、読み出しマ
ージンを大きくすることができる。
Therefore, as described above, it is better that the difference between the reference potential and the bit line potential is large. However, in the fifth embodiment,
The output of the sense amplifier section changes, and this change is transmitted to, for example, an output buffer circuit (not shown), and the reference potential 1 is changed from 1B to 1A in a time until data is output from the output buffer circuit to the outside. Since the difference between the reference potential and the bit line potential is increased, the read margin can be increased.

【0104】なお、ビット線電位2の時にセンスアンプ
2、3に供給される基準電位2、3は、ビット線電位1
を検出する時から変化しない。ビット線電位2からビッ
ト線電位1に変化する時には、ビット線が放電されて行
き、ビット線電位が基準電位1Aよりも低くなった時
に、センスアンプ1の出力1がその論理レベルを変化さ
せ、この変化に基づいてセンスアンプ1に供給される基
準電位1が基準電位1Bに変化するように制御される。
The reference potentials 2 and 3 supplied to the sense amplifiers 2 and 3 at the time of the bit line potential 2 are equal to the bit line potential 1
Does not change from the time when is detected. When the bit line potential changes from bit line potential 2 to bit line potential 1, the bit line is discharged. When the bit line potential becomes lower than reference potential 1A, output 1 of sense amplifier 1 changes its logic level, Based on this change, control is performed so that the reference potential 1 supplied to the sense amplifier 1 changes to the reference potential 1B.

【0105】ビット線電位2がビット線電位3に変化し
ていく場合には、ビット線が充電されて行き、ビット線
電位が基準電位2Bよりも高くなった時に、センスアン
プ2の出力2がその論理レベルを変化させ、この変化に
基づいてセンスアンプ2に供給される基準電位2が基準
電位2Aに変化するように制御される。この時、センス
アンプ1、3に供給される基準電位は変化しない。
When the bit line potential 2 changes to the bit line potential 3, the bit line is charged, and when the bit line potential becomes higher than the reference potential 2B, the output 2 of the sense amplifier 2 is output. The logic level is changed, and based on this change, control is performed such that the reference potential 2 supplied to the sense amplifier 2 changes to the reference potential 2A. At this time, the reference potential supplied to the sense amplifiers 1 and 3 does not change.

【0106】ビット線電位3がビット線電位2に変化す
る時には、ビット線が放電されて行き、ビット線電位が
基準電位2Aよりも低くなった時に、センスアンプ2の
出力2がその論理レベルを変化させ、この変化に基づい
てセンスアンプ2に供給される基準電位2が基準電位2
Bに変化するように制御される。
When the bit line potential 3 changes to the bit line potential 2, the bit line is discharged. When the bit line potential becomes lower than the reference potential 2A, the output 2 of the sense amplifier 2 changes its logic level. And the reference potential 2 supplied to the sense amplifier 2 based on this change is changed to the reference potential 2
B is controlled to change.

【0107】ビット線電位3がビット線電位4に変化し
ていく場合には、ビット線が充電されて行き、ビット線
電位が基準電位3Bよりも高くなった時に、センスアン
プ3の出力3がその論理レベルを変化させ、この変化に
基づいてセンスアンプ3に供給される基準電位3が基準
電位3Aに変化するように制御される。この時、センス
アンプ1、2に供給される基準電位は変化しない。下記
の表4は、図10中のセンスアンプ1〜3の出力1〜3
とメモリセルに記憶されているデータ(D1、D2)と
の関係を表わす。
When the bit line potential 3 changes to the bit line potential 4, the bit line is charged, and when the bit line potential becomes higher than the reference potential 3B, the output 3 of the sense amplifier 3 is output. The logic level is changed, and based on this change, control is performed so that the reference potential 3 supplied to the sense amplifier 3 changes to the reference potential 3A. At this time, the reference potential supplied to the sense amplifiers 1 and 2 does not change. Table 4 below shows the outputs 1 to 3 of the sense amplifiers 1 to 3 in FIG.
And the data (D1, D2) stored in the memory cells.

【0108】[0108]

【表4】 [Table 4]

【0109】<第5実施例の基準電位供給回路1>図1
2は、前記第5実施例におけるセンスアンプ部に基準電
位を供給する回路の一例を示す。
<Reference Potential Supply Circuit 1 of Fifth Embodiment> FIG.
2 shows an example of a circuit for supplying a reference potential to the sense amplifier section in the fifth embodiment.

【0110】図12に示す基準電位供給回路において、
センスアンプ1は、ビット線電位、基準電位がゲートに
入力する一対のNMOSトランジスタと、これらのNM
OSトランジスタの負荷として接続されたPMOSカレ
ントミラー回路とからなる差動型の電圧比較回路を有す
る。そして、この電圧比較回路でビット線電位を基準電
位1を比較した出力をインバータ回路I1を介して出力
する。
In the reference potential supply circuit shown in FIG.
The sense amplifier 1 includes a pair of NMOS transistors for inputting a bit line potential and a reference potential to a gate, and a pair of NMOS transistors
And a PMOS current mirror circuit connected as a load of the OS transistor. Then, an output obtained by comparing the bit line potential with the reference potential 1 by the voltage comparison circuit is output via the inverter circuit I1.

【0111】上記センスアンプ1の出力は、インバータ
回路I2により反転されて信号Bとなり、また、インバ
ータ回路I4により反転されて信号Cとなる。一方、基
準電位1AはPMOSトランジスタTr1およびNMO
SトランジスタTr2からなる第1のスイッチ回路の一
端に入力し、基準電位1BはPMOSトランジスタTr
3およびNMOSトランジスタTr4からなる第2のス
イッチ回路の一端に入力する。上記第1のスイッチ回路
は、前記信号Bおよびそれをインバータ回路I3により
反転させた信号により制御され、前記第2のスイッチ回
路は、前記信号Cおよびそれをインバータ回路I5によ
り反転させた信号により制御される。本例では、信号B
が‘0’レベルの時に第1のスイッチ回路がオンにな
り、信号Cが‘1’レベルの時に第2のスイッチ回路が
オンになる。
The output of the sense amplifier 1 is inverted by an inverter circuit I2 to become a signal B, and is inverted by an inverter circuit I4 to become a signal C. On the other hand, the reference potential 1A is equal to the PMOS transistor Tr1 and the NMO
An input to one end of a first switch circuit composed of an S transistor Tr2, the reference potential 1B is applied to a PMOS transistor Tr2.
3 and one end of a second switch circuit composed of an NMOS transistor Tr4. The first switch circuit is controlled by the signal B and a signal obtained by inverting the signal B by an inverter circuit I3, and the second switch circuit is controlled by the signal C and a signal obtained by inverting the signal C by an inverter circuit I5. Is done. In this example, the signal B
Is at the "0" level, the first switch circuit is turned on, and when the signal C is at the "1" level, the second switch circuit is turned on.

【0112】なお、図12の回路は、通常の読み出しに
関する回路部分のみを示している。また、図12は、セ
ンスアンプ1およびそれに対応する基準電位1を切換供
給する基準電位切換回路を示しているが、センスアンプ
2、3およびそれらに対応する基準電位切換回路も同様
に構成できる。
The circuit shown in FIG. 12 shows only a circuit portion related to normal reading. FIG. 12 shows a sense amplifier 1 and a reference potential switching circuit for switching and supplying the corresponding reference potential 1, but the sense amplifiers 2 and 3 and their corresponding reference potential switching circuits can be similarly configured.

【0113】次に、図12の基準電位切換回路の動作を
説明する。ビット線電位がビット線電位1の場合は、基
準電位1よりもビット線電位の方が低いので、差動型の
センスアンプ1の節点Aは‘1’となり、この節点Aの
電位が入力されるインバータI1の出力であるセンスア
ンプ1の出力1は‘0’となる。この出力1が入力され
るインバータI2、インバータI4のそれぞれの出力
B、Cは共に‘1’となり、出力Bが入力されるインバ
ータI3の出力/Bは‘0’になり、出力Cが入力され
るインバータI5の出力/Cも‘0’になる。
Next, the operation of the reference potential switching circuit of FIG. 12 will be described. When the bit line potential is the bit line potential 1, the bit line potential is lower than the reference potential 1, so that the node A of the differential sense amplifier 1 becomes "1", and the potential of the node A is input. The output 1 of the sense amplifier 1 which is the output of the inverter I1 becomes '0'. The outputs B and C of the inverters I2 and I4 to which the output 1 is input are both "1", the output / B of the inverter I3 to which the output B is input is "0", and the output C is input. The output / C of the inverter I5 also becomes '0'.

【0114】これにより、トランジスタTr1、Tr2
はオフし、トランジスタTr3およびトランジスタTr
4がオンし、このオン状態のトランジスタTr3、Tr
4を通して基準電位1Bが基準電位1としてセンスアン
プ1に供給される。
As a result, the transistors Tr1 and Tr2
Is turned off, and the transistors Tr3 and Tr
4 is turned on, and the transistors Tr3 and Tr
4, the reference potential 1B is supplied to the sense amplifier 1 as the reference potential 1.

【0115】次に、ビット線が充電され、ビット線電位
が基準電位1Bよりも高くなると、節点Aが‘0’にな
り、この節点Aの電位が入力されるインバータI1の出
力である出力1は‘1’となる。この出力1が入力され
るインバータI2、インバータI4のそれぞれの出力
B、Cは共に‘0’となり、出力Bが入力されるインバ
ータI3の出力/Bは‘1’になり、出力Cが入力され
るインバータI5の出力/Cも‘1’になる。
Next, when the bit line is charged and the bit line potential becomes higher than the reference potential 1B, the node A becomes "0", and the output 1 which is the output of the inverter I1 to which the potential of the node A is input. Becomes '1'. The outputs B and C of the inverters I2 and I4 to which the output 1 is inputted are both "0", the output / B of the inverter I3 to which the output B is inputted becomes "1", and the output C is inputted. The output / C of the inverter I5 also becomes '1'.

【0116】これにより、トランジスタTr1、Tr2
はオンし、トランジスタTr3およびトランジスタTr
4がオフし、上記オン状態のトランジスタTr1、Tr
2を通して基準電位1Aが基準電位1としてセンスアン
プ1に供給される。
As a result, the transistors Tr1 and Tr2
Turns on, the transistor Tr3 and the transistor Tr
4 is turned off, and the transistors Tr1, Tr
2, the reference potential 1A is supplied to the sense amplifier 1 as the reference potential 1.

【0117】ビット線電位2からビット線電位1に変化
する時には、ビット線が放電され、ビット線電位が基準
電位1Aよりも低くなった時に、センスアンプ1の出力
1が‘0’に変化し、この出力1が入力されるインバー
タI2、インバータI4のそれぞれの出力B、Cは共に
‘1’となり、出力Bが入力されるインバータI3の出
力/Bは‘0’になり、出力Cが入力されるインバータ
I5の出力/Cも‘0’になる。
When the bit line potential changes from bit line potential 2 to bit line potential 1, the bit line is discharged. When the bit line potential becomes lower than reference potential 1A, output 1 of sense amplifier 1 changes to '0'. The outputs B and C of the inverters I2 and I4 to which the output 1 is input are both "1", the output / B of the inverter I3 to which the output B is input is "0", and the output C is the input. The output / C of the inverter I5 also becomes '0'.

【0118】これにより、トランジスタTr1、Tr2
はオフし、トランジスタTr3およびトランジスタTr
4がオンし、このオン状態のトランジスタTr3、Tr
4を通して基準電位1Bが基準電位1としてセンスアン
プ1に供給される。
As a result, the transistors Tr1 and Tr2
Is turned off, and the transistors Tr3 and Tr
4 is turned on, and the transistors Tr3 and Tr
4, the reference potential 1B is supplied to the sense amplifier 1 as the reference potential 1.

【0119】また、ビット線電位2がビット線電位3に
変化していく場合には、ビット線が充電されていくが、
基準電位1よりもビット線電位の方が高いので、センス
アンプ1の出力1は‘1’のままであり、前記トランジ
スタTr1、Tr2を通して基準電位1Aが基準電位1
としてセンスアンプ1に供給される。
When the bit line potential 2 changes to the bit line potential 3, the bit line is charged.
Since the bit line potential is higher than the reference potential 1, the output 1 of the sense amplifier 1 remains "1", and the reference potential 1A is changed to the reference potential 1 through the transistors Tr1 and Tr2.
Is supplied to the sense amplifier 1.

【0120】上記したように、図12の回路では、トラ
ンジスタTr1、Tr2をそれぞれインバータI2、I
3の出力で制御し、トランジスタTr3、Tr4をそれ
ぞれインバータI5、I4の出力で制御した。この理由
は、各インバータの回路閾値電圧を異ならせることによ
って、トランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4が
同時にオフすることが無いように、即ち、トランジスタ
Tr1、Tr2、Tr3、Tr4が同時にオフすること
によって基準電位1が電気的に浮遊状態にならないよう
に、トランジスタTr1、Tr2のオンする期間とトラ
ンジスタTr3、Tr4がオンする期間とが一時的に重
なるようにするためである。
As described above, in the circuit of FIG. 12, transistors Tr1 and Tr2 are connected to inverters I2 and I2, respectively.
3 and the transistors Tr3 and Tr4 were controlled by the outputs of the inverters I5 and I4, respectively. The reason is that the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 are not turned off at the same time by making the circuit threshold voltages of the inverters different, that is, the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 are turned off at the same time. This is so that the period in which the transistors Tr1 and Tr2 are on and the period in which the transistors Tr3 and Tr4 are on temporarily overlap so that the reference potential 1 does not become electrically floating.

【0121】なお、図12の回路では、基準電位1を安
定化させるために、センスアンプ1の基準電位入力ノー
ドと接地ノードとの間に容量Cを接続したが、これは特
に必要ない。
In the circuit of FIG. 12, the capacitor C is connected between the reference potential input node of the sense amplifier 1 and the ground node in order to stabilize the reference potential 1, but this is not particularly necessary.

【0122】<第5実施例の基準電位供給回路2>図1
3は、前記第5実施例におけるセンスアンプ部に基準電
位を供給する回路の他の例を示す。
<Reference potential supply circuit 2 of fifth embodiment> FIG.
3 shows another example of a circuit for supplying a reference potential to the sense amplifier section in the fifth embodiment.

【0123】図13に示す基準電位供給回路において、
センスアンプ1は、ビット線電位、基準電位がゲートに
入力する一対のNMOSトランジスタと、これらのNM
OSトランジスタの負荷として接続されたPMOSカレ
ントミラー回路とからなる差動型の電圧比較回路を有す
る。そして、この電圧比較回路でビット線電位を基準電
位1と比較した出力をインバータ回路I8を介して出力
する。
In the reference potential supply circuit shown in FIG.
The sense amplifier 1 includes a pair of NMOS transistors for inputting a bit line potential and a reference potential to a gate, and a pair of NMOS transistors
And a PMOS current mirror circuit connected as a load of the OS transistor. Then, an output obtained by comparing the bit line potential with the reference potential 1 by this voltage comparison circuit is output via the inverter circuit I8.

【0124】上記インバータ回路I8の出力は、インバ
ータ回路I6により反転されて信号/VRとなる。一
方、基準電位1AはPMOSトランジスタTr1および
NMOSトランジスタTr2からなる第1のスイッチ回
路の一端に入力し、基準電位1BはPMOSトランジス
タTr3およびNMOSトランジスタTr4からなる第
2のスイッチ回路の一端に入力する。上記第1のスイッ
チ回路および第2のスイッチ回路は、それぞれ前記信号
/VRおよびそれをインバータ回路I7により反転させ
た信号VRにより相補的にオン/オフ状態に制御され
る。本例では、信号/VRが‘0’レベルの時に第1の
スイッチ回路がオンになり、信号/VRが‘1’レベル
の時に第2のスイッチ回路がオンになる。
The output of inverter circuit I8 is inverted by inverter circuit I6 to become signal / VR. On the other hand, the reference potential 1A is input to one end of a first switch circuit including a PMOS transistor Tr1 and an NMOS transistor Tr2, and the reference potential 1B is input to one end of a second switch circuit including a PMOS transistor Tr3 and an NMOS transistor Tr4. The first switch circuit and the second switch circuit are complementarily controlled to be on / off by the signal / VR and the signal VR obtained by inverting the signal / VR by the inverter circuit I7. In this example, when the signal / VR is at the "0" level, the first switch circuit is turned on, and when the signal / VR is at the "1" level, the second switch circuit is turned on.

【0125】即ち、図13の基準電位切換回路は、図1
2に示した基準電位切換回路のようなトランジスタTr
1、Tr2、Tr3、Tr4をそれぞれ異なるインバー
タの出力で制御するのではなく、トランジスタTr1、
Tr4をインバータI6の出力で、トランジスタTr
2、Tr3をインバータI7の出力で制御するようにし
て、図12中の基準電位切換回路に比べインバータの数
を減らすようにしたものである。
That is, the reference potential switching circuit of FIG.
Transistor Tr such as the reference potential switching circuit shown in FIG.
1, Tr2, Tr3, Tr4 are not controlled by the outputs of the different inverters, respectively.
Tr4 is the output of the inverter I6, the transistor Tr
2. Tr3 is controlled by the output of the inverter I7, so that the number of inverters is reduced as compared with the reference potential switching circuit in FIG.

【0126】なお、図13の回路では、通常の読み出し
に関する回路部分のみを示している。また、図13は、
センスアンプ1およびそれに対応する基準電位を切換供
給する基準電位切換回路を示しているが、センスアンプ
2、3およびそれらに対応する基準電位切換回路も同様
に構成できる。
In the circuit of FIG. 13, only a circuit portion related to normal reading is shown. FIG.
Although the sense amplifier 1 and the reference potential switching circuit for switching and supplying the corresponding reference potential are shown, the sense amplifiers 2 and 3 and the corresponding reference potential switching circuits can be similarly configured.

【0127】次に、図13の基準電位切換回路の動作を
説明する。NチャネルトランジスタTr2、Tr4の閾
値電圧を共にVthnとし、PチャネルトランジスタTr
1、Tr3の閾値電圧を共にVthp(Vthpは負の値)
とする。また、インバータI6の出力信号を/VR、イ
ンバータI7の出力信号をVRとすれば、基準電位1A
に関しては、VR−Vthn≧基準電位1Aならば基準電
位1=基準電位1Aとなる。
Next, the operation of the reference potential switching circuit shown in FIG. 13 will be described. The threshold voltages of the N-channel transistors Tr2 and Tr4 are both set to Vthn, and the P-channel transistor Tr
1. Both the threshold voltage of Tr3 is Vthp (Vthp is a negative value)
And If the output signal of the inverter I6 is / VR and the output signal of the inverter I7 is VR, the reference potential 1A
With respect to, if VR−Vthn ≧ reference potential 1A, reference potential 1 = reference potential 1A.

【0128】VR−Vthn<基準電位1Aならば基準電
位1の電位がVR−Vthnよりも高いときにはTr2は
オフし、VR−Vthnよりも低いときには基準電位1が
VR−Vthnの電位まで充電されてTr2はオフする。
When VR-Vthn <reference potential 1A, Tr2 is turned off when the potential of reference potential 1 is higher than VR-Vthn, and when lower than VR-Vthn, reference potential 1 is charged to the potential of VR-Vthn. Tr2 is turned off.

【0129】/VR−Vthp<基準電位1Aならば基準
電位1=基準電位1Aとなる。/VR−Vthp≧基準電
位1Aならば基準電位1の電位が/VR−Vthpよりも
低いときにはTr1はオフし、/VR−Vthpよりも高
いときには基準電位1が/VR−Vthpの電位まで放電
されてTr1はオフする。
If / VR-Vthp <reference potential 1A, reference potential 1 = reference potential 1A. If / VR-Vthp≥reference potential 1A, Tr1 is turned off when the potential of reference potential 1 is lower than / VR-Vthp, and when higher than / VR-Vthp, reference potential 1 is discharged to the potential of / VR-Vthp. Tr1 is turned off.

【0130】基準電位1Bに関しては、/VR−Vthn
≧基準電位1Bならば基準電位1=基準電位1Bとな
る。/VR−Vthn<基準電位1Bならば基準電位1の
電位が/VR−Vthnよりも高いときにはTr4はオフ
し、/VR−Vthnよりも低いときには基準電位1が/
VR−Vthnの電位まで充電されてTr4はオフする。
As for the reference potential 1B, / VR-Vthn
If ≧ reference potential 1B, reference potential 1 = reference potential 1B. If / VR-Vthn <reference potential 1B, Tr4 is turned off when the potential of reference potential 1 is higher than / VR-Vthn, and when lower than / VR-Vthn, reference potential 1 is set to /
Tr4 is turned off by being charged to the potential of VR-Vthn.

【0131】VR−Vthp<基準電位1Bならば基準電
位1=基準電位1Bとなる。VR−Vthp≧基準電位1
Bならば基準電位1の電位がVR−Vthpよりも低いと
きにはTr3はオフし、VR−Vthpよりも高いときに
は基準電位1がVR−Vthpの電位まで放電されてTr
3はオフする。
If VR-Vthp <reference potential 1B, reference potential 1 = reference potential 1B. VR−Vthp ≧ reference potential 1
In the case of B, when the potential of the reference potential 1 is lower than VR-Vthp, Tr3 is turned off. When the potential is higher than VR-Vthp, the reference potential 1 is discharged to the potential of VR-Vthp and Tr3 is discharged.
3 turns off.

【0132】基準電位1が電気的に浮遊状態にないの
は、VR−Vthn≧基準電位1A、あるいは、/VR−
Vthp<基準電位1A、あるいは、/VR−Vthn≧基
準電位1B、あるいは、VR−Vthp<基準電位1Bの
いずれかの時である。ここで、VRについて考えると、
基準電位1が電気的に浮遊状態にないVRは、VR≧基
準電位1A+Vthn、あるいは、VR<基準電位1B+
Vthpの場合であり、基準電位1が電気的に浮遊状態に
ない/VRは、/VR<基準電位1A+Vthp、あるい
は、/VR≧基準電位1B+Vthnの場合である。
Reference potential 1 is not in an electrically floating state because VR-Vthn ≧ reference potential 1A or / VR-
Vthp <reference potential 1A, or / VR-Vthn ≧ reference potential 1B, or VR-Vthp <reference potential 1B. Here, considering VR,
VR where reference potential 1 is not in an electrically floating state is VR ≧ reference potential 1A + Vthn, or VR <reference potential 1B +
In the case of Vthp, / VR in which reference potential 1 is not in an electrically floating state is the case where / VR <reference potential 1A + Vthp or / VR ≧ reference potential 1B + Vthn.

【0133】即ち、信号/VR、VRが図14中の領域
Aの範囲あるいは領域Bの範囲になった時に基準電位1
が電気的に浮遊状態になる恐れがあるが、これは時間的
に短ければ特に問題はない。
That is, when the signals / VR and VR fall within the range of the region A or the region B in FIG.
May be in an electrically floating state, but this is not a problem as long as the time is short.

【0134】<第5実施例の基準電位供給回路3>図1
5は、前記第5実施例におけるセンスアンプ部に基準電
位を供給する回路のさらに他の例を示す。
<Reference Potential Supply Circuit 3 of Fifth Embodiment> FIG.
5 shows still another example of the circuit for supplying the reference potential to the sense amplifier section in the fifth embodiment.

【0135】図15に示す基準電位供給回路において、
DMはメモリセルと等価なトランジスタで形成された基
準電位生成用のダミーセル、L1、L2は前記ダミーセ
ルDMに接続されている負荷トランジスタ用のPMOS
トランジスタであり、ダミーセルDMと負荷トランジス
タとの接続節点に出力する信号をセンスアンプ部に供給
する。
In the reference potential supply circuit shown in FIG.
DM is a dummy cell for generating a reference potential formed by a transistor equivalent to a memory cell, and L1 and L2 are PMOSs for a load transistor connected to the dummy cell DM.
A transistor, which supplies a signal output to a connection node between the dummy cell DM and the load transistor to the sense amplifier unit.

【0136】この場合、ダミーセルDMの負荷トランジ
スタとして、2個の第1の負荷トランジスタL1、第2
の負荷トランジスタL2を用いている。第1の負荷トラ
ンジスタL1のゲートは接地電位に接続されており、第
2の負荷トランジスタL2はゲートは信号VRが印加さ
れる。この信号VRは、前記した図13中の信号VRと
同じようにして得られるものである。
In this case, as the load transistors of the dummy cell DM, two first load transistors L1,
Is used. The gate of the first load transistor L1 is connected to the ground potential, and the signal VR is applied to the gate of the second load transistor L2. This signal VR is obtained in the same manner as the signal VR in FIG.

【0137】即ち、図15の基準電位供給回路は、前記
した図12あるいは図13に示した基準電位供給回路の
ように基準電位1Aと基準電位1Bをスイッチング回路
で切り替えて基準電位1としてセンスアンプ1に供給す
るものではなく、メモリセルと等価なトランジスタで形
成されたダミーセルDMと第1の負荷トランジスタL1
および第2の負荷トランジスタL2とで基準電位を供給
するようにしたものである。
That is, the reference potential supply circuit shown in FIG. 15 switches the reference potential 1A and the reference potential 1B by a switching circuit as in the reference potential supply circuit shown in FIG. 12 or FIG. 1 and a dummy cell DM formed of a transistor equivalent to a memory cell and a first load transistor L1.
And the second load transistor L2 supplies a reference potential.

【0138】なお、図15は、センスアンプ1に対応す
る基準電位を供給する基準電位供給回路を示している
が、センスアンプ2、3に対応する基準電位供給回路も
同様に構成できる。
Although FIG. 15 shows a reference potential supply circuit for supplying a reference potential corresponding to the sense amplifier 1, reference potential supply circuits corresponding to the sense amplifiers 2 and 3 can be similarly configured.

【0139】次に、図15の基準電位供給回路の動作を
説明する。信号VRが‘0’の時は、第2の負荷トラン
ジスタL2がオンし、2個の負荷トランジスタL1、L
2がメモリセルに対する負荷トランジスタとなる。この
時、基準電位1として基準電位1Bに相当するものが生
成される。
Next, the operation of the reference potential supply circuit of FIG. 15 will be described. When the signal VR is "0", the second load transistor L2 is turned on and the two load transistors L1, L
2 is a load transistor for the memory cell. At this time, a reference potential 1 corresponding to the reference potential 1B is generated.

【0140】これに対して、信号VRが‘1’の時に
は、第2の負荷トランジスタL2がオフし、第1の負荷
トランジスタL1のみがメモリセルに対する負荷トラン
ジスタとなるので、この時、基準電位1として、前記第
1、第2の負荷トランジスタが両方ともオンした時より
も低い電位の基準電位1Aに相当するものが生成され
る。
On the other hand, when the signal VR is "1", the second load transistor L2 is turned off, and only the first load transistor L1 serves as a load transistor for the memory cell. As a result, a voltage corresponding to the reference potential 1A which is lower than when both of the first and second load transistors are turned on is generated.

【0141】即ち、ビット線電位1の時には信号VRが
‘0’であるので、第2の負荷トランジスタL2がオン
し、基準電位1として基準電位1Bに相当するものをセ
ンスアンプ1へ供給し、ビット線電位が上昇して基準電
位1(基準電位1B)よりも高くなると信号VRが
‘1’となり、第2の負荷トランジスタL2がオフし、
基準電位1として基準電位1Bよりも低い電位の基準電
位1Aに相当する電位に切り替えてセンスアンプ1に供
給する。
That is, since the signal VR is '0' when the bit line potential is 1, the second load transistor L2 is turned on, and the reference potential 1 corresponding to the reference potential 1B is supplied to the sense amplifier 1, When the bit line potential rises and becomes higher than the reference potential 1 (reference potential 1B), the signal VR becomes “1”, the second load transistor L2 turns off,
The reference potential 1 is switched to a potential corresponding to the reference potential 1A, which is lower than the reference potential 1B, and supplied to the sense amplifier 1.

【0142】上記した図15の基準電位供給回路を使用
すれば、基準電位が電気的に浮遊状態にはならないの
で、電気的に浮遊状態になることを特に考慮する必要は
ない。なお、図12〜図15に示した第5実施例におい
ては、ビット線電位の変化に対応して基準電位をビット
線電位と基準電位との差が大きくなる方向に変化させる
ことが特徴であり、一つのメモリセルの2ビット分のデ
ータを記憶するようにしたものにかぎらず、一つのメモ
リセルに1ビット分のデータを記憶するようにしたもの
にも適用できることは言うまでもない。
When the reference potential supply circuit shown in FIG. 15 is used, the reference potential does not enter an electrically floating state, so that it is not particularly necessary to consider that the reference potential enters an electrically floating state. The fifth embodiment shown in FIGS. 12 to 15 is characterized in that the reference potential is changed in a direction in which the difference between the bit line potential and the reference potential increases in accordance with the change in the bit line potential. Needless to say, the present invention can be applied not only to a configuration in which two-bit data of one memory cell is stored, but also to a configuration in which one-bit data is stored in one memory cell.

【0143】また、上記各実施例では、一つのメモリセ
ルに2ビット分のデータを記憶した場合を例に説明した
が、この例に限らず、一つのメモリセルに何ビット分の
データを記憶しても良いことは言うまでもない。
In each of the above embodiments, the case where two bits of data are stored in one memory cell has been described as an example. However, the present invention is not limited to this example, and how many bits of data are stored in one memory cell. Needless to say, this may be done.

【0144】次に、一つの不揮発性メモリセルに1.5
ビット分のデータを記憶するメモリについて説明する。 <第6実施例>図16は、図1の半導体メモリの第6実
施例として、一つのメモリセルに1.5ビット分のデー
タを記憶させる場合にセンスアンプ部で用いる基準電位
とビット線電位の高低関係を示す。
Next, 1.5 is stored in one nonvolatile memory cell.
A memory for storing bits of data will be described. <Sixth Embodiment> FIG. 16 shows a reference potential and a bit line potential used in a sense amplifier unit when 1.5 bits of data are stored in one memory cell as a sixth embodiment of the semiconductor memory of FIG. Shows the relationship of height.

【0145】この第6実施例では、4個の基準電位1
A、1B、3A、3Bを用いて、ビット線電位を3種類
(ビット線電位1、2、3)に区別し、つまり、一つの
メモリセルの閾値電圧を3つに区別している。
In the sixth embodiment, four reference potentials 1
Using A, 1B, 3A, and 3B, the bit line potential is classified into three types (bit line potentials 1, 2, and 3), that is, the threshold voltage of one memory cell is classified into three.

【0146】従って、このようなメモリセルを二つ用い
ることにより、二つのメモリセルの閾値電圧の9通りの
組み合わせの内で8通りを選択して3ビット分のデータ
(D1、D2、D3)を記憶させることが可能になる。
この第6実施例でも、前記各実施例に準じた方法で読み
出しを行えば良い。
Therefore, by using two such memory cells, eight of the nine combinations of the threshold voltages of the two memory cells are selected and three bits of data (D1, D2, D3) are selected. Can be stored.
Also in the sixth embodiment, reading may be performed by a method according to each of the above embodiments.

【0147】[0147]

【発明の効果】上述したように本発明の不揮発性半導体
メモリによれば、ベリファイ読み出しの時の基準電位と
ビット線電位の電位差よりも、通常の読み出しの時の基
準電位とビット線電位との電位差を大きくするようにし
ているので、通常の読み出しの時のデータの読み出しの
マージンを従来に比べ大きくでき、また、チップが完成
してからそのチップの書き込み状態に対応して基準電位
を設定することができるので、各チップ毎に最適に基準
電位を供給できるという利点を有する。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory of the present invention, the potential difference between the reference potential and the bit line potential during normal reading is smaller than the potential difference between the reference potential and the bit line potential during verify reading. Since the potential difference is made large, the data read margin at the time of normal read can be made larger than before, and the reference potential is set according to the write state of the chip after the chip is completed. Therefore, there is an advantage that the reference potential can be optimally supplied to each chip.

【0148】さらに、本発明の不揮発性半導体メモリで
は、ビット線の電位に対応してセンスアンプに供給する
基準電位をビット線と基準電位との電位差が大きくなる
ように変化させるように制御するので、上記と同様に通
常の読み出しのマージンをさらに大きくすることができ
る。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory according to the present invention, the reference potential supplied to the sense amplifier is controlled so as to increase the potential difference between the bit line and the reference potential corresponding to the potential of the bit line. In the same manner as described above, the normal read margin can be further increased.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る不揮発性半導
体メモリの一部を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of a nonvolatile semiconductor memory according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の半導体メモリの第1実施例に係る読み出
し系のセンスアンプ部を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a sense amplifier unit of a read system according to the first embodiment of the semiconductor memory of FIG. 1;

【図3】図2中の複数の基準電位1A、1B、2A、2
B、3A、3Bとメモリセルの閾値電圧に応じて決まる
ビット線電位1〜4の高低関係を説明するために示す
図。
FIG. 3 shows a plurality of reference potentials 1A, 1B, 2A, 2 in FIG.
FIG. 7B is a diagram for explaining a level relationship between B, 3A, and 3B and bit line potentials 1 to 4 determined according to threshold voltages of memory cells.

【図4】図1の半導体メモリの第1実施例に係るセンス
アンプ部に供給する基準電位をベリファイ読み出しの時
と通常の読み出しの時とで異ならせるための基準電位制
御回路の一例として基準電位切換回路の一例を示す回路
図。
FIG. 4 is a diagram showing a reference potential as an example of a reference potential control circuit for making a reference potential supplied to a sense amplifier unit according to a first embodiment of the semiconductor memory of FIG. 1 different between verify reading and normal reading; FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a switching circuit.

【図5】図1の半導体メモリの第1実施例に係るセンス
アンプ部に供給する基準電位をベリファイ読み出しの時
と通常の読み出しの時とで異ならせるための基準電位制
御回路の第1実施例における基準電位制御回路の他の例
として基準電位可変回路を示す回路図。
5 is a first embodiment of a reference potential control circuit for making a reference potential supplied to a sense amplifier unit different between a verify read operation and a normal read operation according to the first embodiment of the semiconductor memory of FIG. 1; FIG. 4 is a circuit diagram showing a reference potential variable circuit as another example of the reference potential control circuit in FIG.

【図6】図1の半導体メモリの第2実施例に係るセンス
アンプ部に供給する基準電位をベリファイ読み出しの時
と通常の読み出しの時とで異ならせる様子を説明するた
めに示す図。
FIG. 6 is a view for explaining a manner in which a reference potential supplied to a sense amplifier unit according to a second embodiment of the semiconductor memory in FIG. 1 is made different between verify reading and normal reading;

【図7】図1の半導体メモリの第3実施例に係るセンス
アンプ部に供給する基準電位をベリファイ読み出しの時
と通常の読み出しの時とで異ならせる様子を説明するた
めに示す図。
FIG. 7 is a view for explaining a manner in which a reference potential supplied to a sense amplifier unit according to a third embodiment of the semiconductor memory in FIG. 1 is made different between verify reading and normal reading;

【図8】図1の半導体メモリの第4実施例に係る読み出
し系のセンスアンプ部を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a read system sense amplifier unit according to a fourth embodiment of the semiconductor memory of FIG. 1;

【図9】図8中のセンスアンプ1、2、3に供給される
複数組の基準電位の高低関係を説明するために示す図。
FIG. 9 is a diagram for explaining a level relationship between a plurality of sets of reference potentials supplied to sense amplifiers 1, 2, and 3 in FIG. 8;

【図10】図1の半導体メモリの第5実施例に係る読み
出し系のセンスアンプ部を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a sense amplifier unit of a read system according to a fifth embodiment of the semiconductor memory of FIG. 1;

【図11】図10中の基準電位1、2、3とビット線電
位1、2、3、4との高低関係を説明するために示す
図。
FIG. 11 is a view for explaining a level relationship between reference potentials 1, 2, and 3 and bit line potentials 1, 2, 3, and 4 in FIG. 10;

【図12】図10中のセンスアンプ部に基準電位を供給
する回路の一例を示す回路図。
12 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit that supplies a reference potential to a sense amplifier unit in FIG.

【図13】図10中のセンスアンプ部に基準電位を供給
する回路の他の例を示す回路図。
FIG. 13 is a circuit diagram showing another example of a circuit for supplying a reference potential to the sense amplifier unit in FIG.

【図14】図13中の信号/VR、VRが電気的に浮遊
状態になる恐れがある領域AあるいはBの範囲を説明す
るために示す図。
FIG. 14 is a diagram illustrating a range of a region A or B in which signals / VR and VR in FIG. 13 may be in an electrically floating state;

【図15】図10中のセンスアンプ部に基準電位を供給
する回路のさらに他の例を示す回路図。
FIG. 15 is a circuit diagram showing still another example of a circuit for supplying a reference potential to the sense amplifier unit in FIG. 10;

【図16】図1の半導体メモリの第6実施例として一つ
のメモリセルに1.5ビット分のデータを記憶させる場
合にセンスアンプ部で用いる基準電位とビット線電位の
高低関係を説明するために示す。
FIG. 16 is a view for explaining a level relationship between a reference potential and a bit line potential used in a sense amplifier unit when storing 1.5-bit data in one memory cell as a sixth embodiment of the semiconductor memory of FIG. 1; Shown in

【図17】一つの不揮発性メモリセルに2ビット分のデ
ータを記憶するようにした不揮発性半導体メモリの従来
例における読み出し系のセンスアンプ部を示すブロック
図。
FIG. 17 is a block diagram showing a sense amplifier unit of a read system in a conventional example of a nonvolatile semiconductor memory in which data of two bits is stored in one nonvolatile memory cell.

【図18】図17のメモリにおけるメモリセルの閾値電
圧に応じた読み出し電位(ビット線電位)と複数の基準
電位とメモリセルに記憶する2ビット分のデータとの関
係を説明するために示す図。
18 is a diagram illustrating a relationship between a read potential (bit line potential) according to a threshold voltage of a memory cell, a plurality of reference potentials, and two bits of data stored in a memory cell in the memory of FIG. 17; .

【図19】一つの不揮発性メモリセルに複数ビット分の
データを記憶するようにした不揮発性半導体メモリに使
用される不揮発性メモリセルの相異なる二例について断
面構造を示す図。
FIG. 19 is a view showing a cross-sectional structure of two different examples of a nonvolatile memory cell used in a nonvolatile semiconductor memory in which data of a plurality of bits is stored in one nonvolatile memory cell.

【図20】図17のメモリにおけるメモリセルへのデー
タの一般的な書き込みと消去を説明するために示すタイ
ミング図。
20 is a timing chart shown to explain general writing and erasing of data in a memory cell in the memory of FIG. 17;

【図21】図17のメモリにおける不揮発性メモリセル
の閾値電圧の分布の状態を説明するために示す図。
21 is a diagram illustrating a state of distribution of threshold voltages of nonvolatile memory cells in the memory of FIG. 17;

【符号の説明】 SW1、SW2…スイッチ回路、 TG1〜TG6…トランスファゲート。[Description of References] SW1, SW2: switch circuit, TG1 to TG6: transfer gate.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行線と、 列線と、 前記列線に接続されるドレイン、ソース、浮遊ゲートお
よび前記行線に接続される制御ゲートを有し、前記浮遊
ゲートに蓄えられた電荷の量を異ならせることで複数ビ
ットのデータを記憶するメモリセルと、 前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の基準
電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセルに記
憶されたデータを検出するセンスアンプと、 前記メモリセルへのデータの書き込み、この書き込み後
の前記浮遊ゲートの電荷の蓄積状態をチェックするため
のベリファイ読み出し、このベリファイ読み出しによっ
て所望のデータが書き込まれたと判断した時には書き込
みを終了し、前記ベリファイ読み出しによって所望のデ
ータが書き込まれていないと判断した時には所望のデー
タが書き込まれたと判断するまで前記書き込みと前記ベ
リファイ読み出しとを繰り返し行うように制御するプロ
グラム手段とを具備し、 前記センスアンプは、複数の基準電位として、第1の基
準電位、第2の基準電位、第3の基準電位、第4の基準
電位、第5の基準電位、第6の基準電位の順で順次電位
が高く設定された少なくとも6つの基準電位を用い、 通常の読み出し時は、前記列線の電位が、前記第2の基
準電位よりも低いか、前記第1の基準電位と前記第4の
基準電位との間にあるか、前記第3の基準電位と前記第
6の基準電位との間にあるか、前記第5の基準電位より
も高いかを検出することによってデータを読み出し、 前記ベリファイ読み出しの時は、前記列線の電位が、前
記第2の基準電位と前記第3の基準電位との間にある
か、前記第4の基準電位と前記第5の基準電位との間に
あるか、前記第6の基準電位よりも高いかを検出するこ
とによってデータを読み出すことを特徴とする不揮発性
半導体メモリ。
An amount of electric charge stored in a floating gate having a row line, a column line, a drain, a source, a floating gate connected to the column line, and a control gate connected to the row line. A plurality of reference potentials and a potential of the column line at the time of reading data from the memory cell to detect data stored in the memory cell. Write data to the memory cell, verify read to check the accumulation state of the charge of the floating gate after the write, and perform write when it is determined that desired data has been written by the verify read. When it is determined that the desired data has not been written by the verify reading, the desired data is written. Program means for controlling the writing and the verify reading to be repeatedly performed until it is determined that the plurality of reference potentials have been detected. The sense amplifier includes a first reference potential, a second reference potential, 3, at least six reference potentials whose potentials are sequentially set higher in the order of a third reference potential, a fourth reference potential, a fifth reference potential, and a sixth reference potential are used. The potential is lower than the second reference potential, between the first reference potential and the fourth reference potential, or between the third reference potential and the sixth reference potential; , Or higher than the fifth reference potential, the data is read out. At the time of the verify readout, the potential of the column line is changed to the second reference potential and the third reference potential. Between or A non-volatile semiconductor memory reading data by detecting whether it is between a fourth reference potential and the fifth reference potential or higher than the sixth reference potential.
【請求項2】 請求項1記載の不揮発性半導体メモリに
おいて、 前記センスアンプで用いる基準電位は、スイッチング手
段によって前記通常の読み出し時と前記ベリファイ読み
出し時とに応じて切り替え供給されることを特徴とする
不揮発性半導体メモリ。
2. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein a reference potential used in said sense amplifier is switched and supplied by a switching means in accordance with said normal reading and said verify reading. Nonvolatile semiconductor memory.
【請求項3】 行線と、 列線と、 前記列線に接続されるドレイン、ソース、浮遊ゲートお
よび前記行線に接続される制御ゲートを有し、前記浮遊
ゲートに蓄えられた電荷の量を異ならせることで複数ビ
ットのデータを記憶するメモリセルと、 前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の基準
電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセルに記
憶されたデータを検出するセンスアンプと、 前記メモリセルへのデータの書き込み、この書き込み後
の前記浮遊ゲートの電荷の蓄積状態をチェックするため
のベリファイ読み出し、このベリファイ読み出しによっ
て所望のデータが書き込まれたと判断した時には書き込
みを終了し、前記ベリファイ読み出しによって所望のデ
ータが書き込まれていないと判断した時には所望のデー
タが書き込まれたと判断するまで前記書き込みと前記ベ
リファイ読み出しとを繰り返し行うプログラム手段とを
具備し、 前記センスアンプは、複数の基準電位として、第1の基
準電位、第2の基準電位、第3の基準電位、第4の基準
電位、第5の基準電位、第6の基準電位の順で順次電位
が高く設定された少なくとも6つの基準電位と、前記第
1の基準電位と第2の基準電位の間の電位に設定された
第7の基準電位と、前記第3の基準電位と第4の基準電
位の間の電位に設定された第8の基準電位と、前記第5
の基準電位と第6の基準電位の間の電位に設定された第
9の基準電位とを用い、 通常の読み出し時は、前記列線の電位が、前記第2の基
準電位よりも低いか、前記第1の基準電位と前記第4の
基準電位との間にあるか、前記第3の基準電位と前記第
6の基準電位との間にあるか、前記第5の基準電位より
も高いかを検出することによってデータを読み出し、 前記ベリファイ読み出しの時は、前記列線の電位が、前
記第7の基準電位と前記第8の基準電位との間にある
か、前記第8の基準電位と前記第9の基準電位との間に
あるか、前記第9の基準電位よりも高いかを検出するこ
とによってデータを読み出すことを特徴とする不揮発性
半導体メモリ。
3. An amount of charge stored in the floating gate, comprising a row line, a column line, a drain, a source, a floating gate connected to the column line, and a control gate connected to the row line. A plurality of reference potentials and a potential of the column line at the time of reading data from the memory cell to detect data stored in the memory cell. Write data to the memory cell, verify read to check the accumulation state of the charge of the floating gate after the write, and perform write when it is determined that desired data has been written by the verify read. When it is determined that the desired data has not been written by the verify reading, the desired data is written. Program means for repeatedly performing the writing and the verify reading until it is determined that the reference potential has been lost, wherein the sense amplifier includes a first reference potential, a second reference potential, and a third reference potential as a plurality of reference potentials. , A fourth reference potential, a fifth reference potential, and a sixth reference potential, and at least six reference potentials whose potentials are sequentially set higher in order, and between the first reference potential and the second reference potential. A seventh reference potential set to a potential; an eighth reference potential set to a potential between the third reference potential and the fourth reference potential;
And a ninth reference potential which is set to a potential between the reference potential and the sixth reference potential. During normal reading, the potential of the column line is lower than the second reference potential, Whether it is between the first reference potential and the fourth reference potential, between the third reference potential and the sixth reference potential, or higher than the fifth reference potential And at the time of the verify read, the potential of the column line is between the seventh reference potential and the eighth reference potential, or A non-volatile semiconductor memory reading data by detecting whether it is between the ninth reference potential and higher than the ninth reference potential.
【請求項4】 行線と、 列線と、 前記列線に接続されるドレイン、ソース、浮遊ゲートお
よび前記行線に接続される制御ゲートを有し、前記浮遊
ゲートに蓄えられた電荷の量を異ならせることで複数ビ
ットのデータを記憶するメモリセルと、 前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の基準
電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセルに記
憶されたデータを検出するセンスアンプと、 前記メモリセルへのデータの書き込み、この書き込み後
の前記浮遊ゲートの電荷の蓄積状態をチェックするため
のベリファイ読み出し、このベリファイ読み出しによっ
て所望のデータが書き込まれたと判断した時には書き込
みを終了し、前記ベリファイ読み出しによって所望のデ
ータが書き込まれていないと判断した時には所望のデー
タが書き込まれたと判断するまで前記書き込みと前記ベ
リファイ読み出しとを繰り返し行うプログラム手段とを
具備し、 前記センスアンプは、複数の基準電位として、第1の基
準電位、前記第1の基準電位よりも高い少なくとも2つ
の基準電位、前記少なくとも2つの基準電位よりも高い
第2の基準電位の少なくとも4つの基準電位を用い、 通常の読み出し時は、前記列線の電位が、第1の基準電
位よりも低いか、前記第1の基準電位よりも高い少なく
とも2つの基準電位同士の間にあるか、前記第2の基準
電位よりも高いかを検出することによってデータを読み
出し、 前記ベリファイ読み出しの時は、前記少なくとも二つの
基準電位の低い方の基準電位よりも低い電位の基準電位
と前記少なくとも二つの基準電位の高い方の基準電位よ
りも高い電位の基準電位との間にあるか、前記第2の基
準電位よりも低い電位の基準電位よりも高いかを検出す
ることによってデータを読み出すことを特徴とする不揮
発性半導体メモリ。
4. An amount of electric charge stored in the floating gate, comprising a row line, a column line, a drain, a source, a floating gate connected to the column line, and a control gate connected to the row line. A plurality of reference potentials and a potential of the column line at the time of reading data from the memory cell to detect data stored in the memory cell. Write data to the memory cell, verify read to check the accumulation state of the charge of the floating gate after the write, and perform write when it is determined that desired data has been written by the verify read. When it is determined that the desired data has not been written by the verify reading, the desired data is written. Program means for repeatedly performing the writing and the verify reading until it is determined that the reference potential has been set, wherein the sense amplifier comprises a plurality of reference potentials, a first reference potential, at least two higher than the first reference potential. One reference potential, at least four reference potentials of a second reference potential higher than the at least two reference potentials, and at the time of normal reading, the potential of the column line is lower than the first reference potential; The data is read by detecting whether the voltage is between at least two reference potentials higher than the first reference potential or higher than the second reference potential. A reference potential lower than the lower reference potential of the two reference potentials and a potential higher than the higher reference potential of the at least two reference potentials And reading the data by detecting whether the potential is higher than the reference potential or higher than a reference potential lower than the second reference potential.
【請求項5】 請求項4記載の不揮発性半導体メモリに
おいて、 前記センスアンプは、通常の読み出し時および前記ベリ
ファイ読み出し時において同一のものが使用され、 前記基準電位は、電源電位と接地電位との間に直列に接
続された負荷トランジスタおよび前記メモリセルと等価
なトランジスタとの接続点から供給され、 前記メモリセルの浮遊ゲートに対応する前記メモリセル
と等価なトランジスタのゲート電極には、前記通常の読
み出し時と前記ベリファイ読み出し時とで異なる電位が
スイッチング手段を介して供給されることを特徴とする
不揮発性半導体メモリ。
5. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 4, wherein the same sense amplifier is used at the time of normal reading and at the time of verify reading, and the reference potential is a difference between a power supply potential and a ground potential. The gate electrode of a transistor equivalent to the memory cell corresponding to the floating gate of the memory cell is supplied from a connection point of a load transistor connected in series between the transistor and a transistor equivalent to the memory cell. A non-volatile semiconductor memory, wherein different potentials are supplied via a switching unit between a read operation and the verify read operation.
【請求項6】 行線と、 列線と、 前記列線に接続されるドレイン、ソース、浮遊ゲートお
よび前記行線に接続される制御ゲートを有し、前記浮遊
ゲートに蓄えられた電荷の量を異ならせることで複数ビ
ットのデータを記憶するメモリセルと、 前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の基準
電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセルに記
憶されたデータを検出するセンスアンプと、 前記センスアンプに供給される前記複数の基準電位を当
該不揮発性半導体メモリの製造後に所定の電位に設定す
るための電位設定手段とを具備したことを特徴とする不
揮発性半導体メモリ。
6. An amount of charge stored in the floating gate, comprising a row line, a column line, a drain, a source, a floating gate connected to the column line, and a control gate connected to the row line. A plurality of reference potentials and a potential of the column line at the time of reading data from the memory cell to detect data stored in the memory cell. And a potential setting unit for setting the plurality of reference potentials supplied to the sense amplifier to a predetermined potential after manufacturing the nonvolatile semiconductor memory. .
【請求項7】 請求項6記載の不揮発性半導体メモリに
おいて、 前記複数の基準電位は複数組用意され、 前記電位設定手段は、前記複数組の内の所定の一つの組
を選択して前記センスアンプに供給するように制御する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
7. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 6, wherein a plurality of sets of said plurality of reference potentials are prepared, and said potential setting means selects a predetermined one of said plurality of sets and sets said sense potential. A non-volatile semiconductor memory, which is controlled so as to be supplied to an amplifier.
【請求項8】 行線と、 列線と、 前記行線にゲートが接続され、前記列線にドレインが接
続されるメモリセルと、 前記メモリセルからのデータ
の読み出し時に基準電位と前記列線の電位とを比較して
前記メモリセルに記憶されたデータを検出するセンスア
ンプと、 前記列線の電位に対応して、前記基準電位を前記列線の
電位との電位差が大きくなる様に変化させるように設定
する基準電位設定手段とを具備したことを特徴とする不
揮発性半導体メモリ。
8. A memory cell having a row line, a column line, a gate connected to the row line, and a drain connected to the column line, a reference potential and a column line when reading data from the memory cell. And a sense amplifier for detecting data stored in the memory cell by comparing the potential of the memory cell with the potential of the column line so that a potential difference between the reference potential and the potential of the column line becomes large. A non-volatile semiconductor memory, comprising: a reference potential setting unit configured to perform setting.
【請求項9】 請求項8記載の不揮発性半導体メモリに
おいて、 前記メモリセルは、ドレイン、ソース、浮遊ゲートおよ
び前記行線に接続される制御ゲートを有し、前記浮遊ゲ
ートに蓄えられた電荷の量を異ならせることで複数ビッ
トのデータを記憶することを特徴とする不揮発性半導体
メモリ。
9. The non-volatile semiconductor memory according to claim 8, wherein said memory cell has a drain, a source, a floating gate, and a control gate connected to said row line, and a charge stored in said floating gate. A non-volatile semiconductor memory storing a plurality of bits of data by varying the amount.
【請求項10】 行線と、 列線と、 前記列線に接続されるドレイン、ソース、浮遊ゲートお
よび前記行線に接続される制御ゲートを有し、前記浮遊
ゲートに蓄えられた電荷の量を異ならせることで複数ビ
ットのデータを記憶するメモリセルと、 前記メモリセルからのデータの読み出し時に複数の基準
電位と前記列線の電位とを比較して前記メモリセルに記
憶されたデータを検出する複数のセンスアンプと、 前記センスアンプに供給する基準電位を通常読み出し時
とベリファイ読み出し時とで切り換え供給するスイッチ
回路とを具備することを特徴とする不揮発性半導体メモ
リ。
10. An amount of electric charge stored in the floating gate, comprising a row line, a column line, a drain, a source, a floating gate connected to the column line, and a control gate connected to the row line. A plurality of reference potentials and a potential of the column line at the time of reading data from the memory cell to detect data stored in the memory cell. A plurality of sense amplifiers, and a switch circuit for switching a reference potential supplied to the sense amplifier between normal reading and verify reading.
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