发明名称 半导体记忆装置及其写入控制方法
摘要 本发明具备感测放大电路:具有连接于位元线电位感测节点的锁定电路;及,记忆电路:将写入资料载入感测放大电路之际,为了辨别指示写入的感测放大电路;写入动作后的写入验证读出动作之前,在根据载入资料指示写入的感测放大电路,根据记忆电路之记忆内容,如载入资料重设资料。藉此,防止在写入动作后的验证动作时和通常的读出动作时起因于多数记忆胞之共同源极线之电位浮动程度不同的写入不良发生,可使写入验证读出动作或页之分割写入动作的可靠性提高。
申请公布号 TW408332 申请公布日期 2000.10.11
申请号 TW087112468 申请日期 1998.07.29
申请人 东芝股份有限公司 发明人 作井 康司;宫本顺一
分类号 G11C17/00;H01L29/00 主分类号 G11C17/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导体记忆装置,其特征在于:含有 记忆胞阵列:具有各多数条互相交叉的资料线和字 元线及配置于这些资料线和字元线之交叉 部的电可重写非挥发性记忆胞; 多数感测放大电路:连接于前述资料线,具有将来 自前述记忆胞阵列的读出资料透过感测节 点读出而锁定的功能及载入给记忆胞阵列的写入 资料而锁定的功能; 记忆电路:记忆载入前述感测放大电路的写入资料 ;及, 电路:在写入动作后的写入验证读出动作之前,将 根据载入资料被指示写入的感测放大电路 根据记忆电路之记忆内容如载入资料重设者。2. 一种半导体记忆装置,其特征在于:含有 记忆胞阵列:具有各多数条互相交叉的资料线和字 元线及配置于这些资料线和字元线之交叉 部的电可重写非挥发性记忆胞; 多数感测放大电路:连接于前述资料线,具有将来 自前述记忆胞阵列的读出资料透过感测节 点读出而锁定的功能及载入给记忆胞阵列的写入 资料而锁定的功能; 记忆电路:记忆载入前述感测放大电路的写入资料 ;及, 电路:将对于由字元线所选择之真的写入分割成多 数次而进行分割写入时,当第n(n为2以上 的整数)次的分割写入之际,在到第(n-1)次的分割写 入将根据载入资料进行写入般地所指示 的感测放大电路根据记忆电路之记忆内容如前述 载入资料重设者。3.根据申请专利范围第1项之半 导体记忆装置,其中前述感测放大电路含有 锁定电路:为了锁定读出给感测节点的记忆胞资料 ; 感测用NMOS电晶体:连接于锁定电路互补的一对记 忆节点中的第一记忆节点和接地节点之间 ,闸极连接于感测节点; 第一资料锁定用NMOS电晶体:在锁定电路之第一记 忆节点和接地节点之间串联连接于感测用 NMOS电晶体,根据预定期间施加于闸极的第一资料 锁定信号控制成接通状态;及 转移间周NMOS电晶体:插入感测节点和锁定电路互 补的一对记忆节点中的第二记忆节点之间 ,于记忆胞读出时控制成断开状态,于记忆胞写入 时控制成接通状态。4.根据申请专利范围第3项之 半导体记忆装置,其中前述感测放大电路更含有 第二资料锁定用NMOS电晶体:在前述锁定电路之第 二记忆节点和接地节点之间串联连接于感 测用NMOS电晶体,根据施加于闸极的反向读出动作 用第二资料锁定信号控制成接通状态。5.根据申 请专利范围第3项之半导体记忆装置,其中前述锁 定电路在指示写入的感测放大电 路,在写入验证读出动作之前将第二记忆节点之电 位重设成接地电位。6.根据申请专利范围第3项之 半导体记忆装置,其中前述记忆电路具备 第一NMOS电晶体:汲极连接于前述锁定电路之第一 记忆节点,写入资料锁定信号输入其闸极 ,其源极连接于写入资料记忆节点;及 第二NMOS电晶体:汲极连接于前述锁定电路之第二 记忆节点,其闸极连接于写入资料记忆节 点; 并且其中前述重设电路具备第三NMOS电晶体: 汲极连接于第二NMOS电晶体之源极,其闸极输入重 设信号,其源极连接于接地电位。7.根据申请专利 范围第6项之半导体记忆装置,其中前述记忆电路 对于对应的感测放大电路 ,在记忆根据载入资料指示写入的状态,将写入资 料记忆节点之电位充电。8.根据申请专利范围第6 项之半导体记忆装置,其中更含有连接于前述写入 资料记忆节点的 记忆资料保持用电容器及记忆资料锁定用正反电 路之一方。9.根据申请专利范围第3项之半导体记 忆装置,其中前述记忆电路具备 第一NMOS电晶体:汲极连接于锁定电路之第二记忆 节点,写入资料锁定信号输入其闸极,其 源极连接于写入资料记忆节点;及 第一PMOS电晶体:汲极连接于锁定电路之第一记忆 节点,其闸极连接于写入资料记忆节点; 前述重设电路具备 第二PMOS电晶体:汲极连接于第一PMOS电晶体之源极, 其闸极输入重设信号,其源极连接于 电源电位。10.根据申请专利范围第9项之半导体记 忆装置,其中前述记忆电路对于对应的感测放大电 路 ,在记忆根据载入资料指示写入的状态,将写入资 料记忆节点之电位放电。11.根据申请专利范围第1 项之半导体记忆装置,其中进行对于为字元线所选 择之页的写入时 , (a)将写入资料载入感测放大电路之锁定电路, (b)辨别指示写入的感测放大电路,使记忆电路记忆 , (c)进行写入动作, (d)对于根据所载入的写入资料指示写入的感测放 大电路,根据记忆电路之记忆内容重设资 料, (e)进行写入动作后的写入验证读出动作, (f)判断1页分的感测放大电路之资料是否全部变成 写入完毕状态,完毕时结束写入动作,未 完毕时转移到(c)步骤。12.根据申请专利范围第2项 之半导体记忆装置,其中当第n次的分割写入之际, 在将第n次的 分割写入之资料载入感测放大电路之前或之后,感 测放大电路之逻辑进行和通常读出动作反 转的反向读出动作。13.根据申请专利范围第2项之 半导体记忆装置,其中在将n次的分割写入之资料 载入感测放 大电路之前或后,将前述感测放大电路根据记忆电 路之记忆内容重设,其后在进行写入动作 之前进行写入验证读出动作。14.一种半导体记忆 装置,其特征在于:含有 记忆胞阵列:具有各多数条互相交叉的资料线和字 元线及配置于这些资料线和字元线之交叉 部的电可重写非挥发性记忆胞; 多数感测放大电路:连接于前述资料线,具有将来 自前述记忆胞阵列的读出资料透过感测节 点读出而锁定的功能及载入给记忆胞阵列的写入 资料而锁定的功能;及, 记忆电路:记忆载入前述感测放大电路的写入资料 ,到得到第一写入通过判断为止进行写入 动作及写入验证动作的周期,第一写入通过判断后 ,在根据载入资料指示写入的感测放大电 路,根据记忆电路之记忆内容如载入资料重设感测 放大电路之资料,再度进行写入验证读出 动作者。15.根据申请专利范围第14项之半导体记 忆装置,其中在到得到前述第一写入通过判断为止 所进行的写入动作及写入验证动作的周期,以每周 期写入电压阶段地变高的升压写入方式进 行写入。16.根据申请专利范围第11项之半导体记 忆装置,其中再度进行写入验证读出动作的结果, 对于被判断写入不充分的记忆胞进行追加写入动 作,将当时的写入电压控制成回到升压写入 方式的起始电压。17.根据申请专利范围第14项之 半导体记忆装置,其中再度进行写入验证读出动作 的结果, 对于被判断写入不充分的记忆胞进行追加写入动 作,将当时的写入电压控制成回到由升压写 入方式的起始电压超高1级或2级分的电压。18.根 据申请专利范围第1项之半导体记忆装置,其中前 述记忆胞同时选择控制与多数资料线 对应所设的多数记忆胞,被控制成选择时将对应的 资料线之电荷根据所选择的记忆胞之临界 値放电或不放电,共同连接多数记忆胞之放电电荷 路径。19.一种半导体记忆装置,其特征在于:含有 记忆胞阵列:具有各多数条互相交叉的资料线和字 元线及配置于这些资料线和字元线之交叉 部的电可重写非挥发性记忆胞; 多数感测放大电路:连接于前述资料线,具有将来 自前述记忆胞阵列的读出资料透过感测节 点读出而锁定的功能及载入给记忆胞阵列的写入 资料而锁定的功能; 记忆电路:记忆载入前述感测放大电路的写入资料 ;及, 错误写入检测电路:根据写入动作之间保持于此记 忆电路的资料和因对于前述记忆胞阵列的 通常读出动作或写入验证读出动作而在前述感测 节点所得到的资料之逻辑,使通知进行了错 误写入的资料读出给前述感测放大电路者。20.根 据申请专利范围第19项之半导体记忆装置,其中前 述感测放大电路以锁定电路为主体 所构成,该锁定电路具有互补的第一及第二记忆节 点,第二记忆节点选择地透过感测节点连 接于资料线, 前述记忆电路具备记忆MOS电晶体:以闸极为写入资 料记忆节点,动态地记忆与载入前述锁 定电路的写入资料对应的电位;及,写入用MOS电晶 体:设于此记忆MOS电晶体之写入资料记 忆节点和前述锁定电路之第一及第二记忆节点的 任何一方之间所构成, 前述错误写入检测电路系由错误写入核对用MOS电 晶体:在载入前述锁定电路之写入资料的 第二记忆节点和接地端子之间和前述记忆MOS电晶 体串联连接,写入动作结束后被接通驱动 ;及,感测用MOS电晶体:根据前述感测节点之电位控 制闸极所构成。21.根据申请专利范围第20项之半 导体记忆装置,其中前述记忆电路之记忆MOS电晶体 为NMOS 电晶体,前述写入用MOS电晶体设于前述锁定电路之 第二记忆节点和记忆MOS电晶体之写入资 料记忆节点之间。22.根据申请专利范围第20项之 半导体记忆装置,其中前述记忆电路之记忆MOS电晶 体为PMOS 电晶体,前述写入用MOS电晶体设于前述锁定电路之 第一记忆节点和记忆MOS电晶体之写入资 料记忆节点之间。23.根据申请专利范围第22项之 半导体记忆装置,其中前述记忆电路更具有闸极成 为和作为 前述记忆MOS电晶体的PMOS电晶体之闸极共同的写入 资料记忆节点,作为记忆载入前述锁定 电路的写入资料之第二记忆MOS电晶体的NMOS电晶体 ,更具备重设用MOS电晶体:在前述锁定 电路之第二记忆节点和接地端子之间和前述NMOS电 晶体串联连接,在写入验证读出动作前为 重设信号所接通驱动而根据前述写入资料记忆节 点之电位在前述锁定电路再现起始写入资料 。24.根据申请专利范围第19项之半导体记忆装置, 其中进行对于为字元线所选择之页的写入 时, (a)将写入资料载入前述感测放大电路之锁定电路, (b)辨别指示保持抹除状态的感测放大电路,使记忆 电路记忆, (c)进行写入动作, (d)进行写入动作后的写入验证读出动作, (e)判断1页分的全部感测放大电路之资料是否全部 变成写入完毕状态,完毕时结束写入动作 ,未完毕时再度反覆写入动作及写入验证读出动作 , (f)写入动作结束后,根据前述记忆电路之记忆内容 和前述感测放大电路之验证读出资料的 逻辑,判断是否有错误写入。25.根据申请专利范围 第19项之半导体记忆装置,其中更含有一检出读出 了资料,该资料系 通知在前述感测放大电路进行了错误写入,就竖立 旗标的电路。图式简单说明: 第一图为概略显示习知反及型EEP- ROM之记忆胞阵 列全体结构的方块图。 第二图A为显示第一图之EEPROM之记忆胞阵列结构之 图。 第二图B为显示第一图之EEPROM之抹除动作、读出动 作、写入动作时的偏压状态之图。 第三图为显示第一图之EEPROM之读出动作时的主要 信号的波形图。 第四图为说明供应给第一图之EEPROM之选择胞之通 道的禁止写入电压之偏压条件而显示 之图。 第五图为第一图之EEPROM之感测放大电路周边的核 心电路图。 第六图为显示第五图之电路之写入动作、写入验 证动作一例的定时图。 第七图为显示习知EEPROM之记忆胞阵列之一部分的 电路图。 第八图为说明第七图之电路之写入及写入验证的 问题点而显示胞电晶体之临界値分布之 图。 第九图为说明习知EEPROM之分割写入动作而取出记 忆胞阵列一部分显示的电路图。 第十图为显示习知反及型胞型EEP-ROM之感测放大电 路他例的电路图。 第十一图为显示关于本发明之半导体记忆装置第 一实施例之反及型EEPROM的方块图。 第十二图为显示第十一图之EEPROM之感测放大电路 周边之核心电路的电路图。 第十三图为显示关于第十二图中的反及型记忆胞 之写入动作及写入验证动作的顺序控制 机构之控制基本流程的流程图。 第十四图为显示第十二图中的反及型记忆胞之写 入动作及写入验证动作一例的定时图。 第十五图为显示第十二图中的反及型记忆胞之写 入动作、写入验证动作他例的定时图。 第十六图、第十七图为显示关于第十二图中的反 及型记忆胞之分割写入动作及写入验证 动作的顺序控制机构之控制基本流程的流程图。 第十八图为显示第十二图中的反及型记忆胞之分 割写入时的反向读出动作、分割写入动 作、写入验证动作一例的定时图。 第十九图为说明第十二图之EEPRO- M之本发明效果 而显示胞电晶体之临界値分布之图。 第二十图A、第二十图B为显示习知例和本发明之 临界値分布之实测结果之图。 第二十一图为显示第十二图之EEPR-OM之分割写入时 的反向读出动作、分割写入动作、 写入验证动作他例的定时图。 第二十二图为显示关于第十二图中的反及型记忆 胞之分割写入动作及写入验证动作的顺 序控制机构之控制其他流程的流程图。 第二十三图为显示关于第十二图中的反及型记忆 胞之分割写入动作及写入验证动作的顺 序控制机构之控制另外流程的流程图。 第二十四图为显示关于第十二图中的反及型记忆 胞之分割写入动作及写入验证动作的顺 序控制机构之控制另外其他流程的流程图。 第二十五图为显示将本发明适用于升压写入方式 之反及型EEPROM时的动作一例的定时图 。 第二十六图、第二十七图为显示将本发明适用于 升压写入方式之反及型EEPROM时的基本 流程的流程图。 第二十八图为显示将本发明适用于升压写入方式 之反及型EEPROM时的动作他例的定时图 。 第二十九图为显示第十二图中的感测放大电路周 边之核心电路变形例的电路图。 第三十图为显示第十二图中的感测放大电路周边 之核心电路其他变形例的电路图。 第三十一图为显示第十二图中的感测放大电路周 边之核心电路另外其他变形例的电路图 。 第三十二图为显示第一实施例变形例之写入动作 、写入验证动作的基本流程的流程图。 第三十三图为显示第一实施例其他变形例之写入 动作、写入验证动作的基本流程的流程 图。 第三十四图、第三十五图为显示第一实施例另外 其他变形例之写入动作、写入验证动作 的基本流程的流程图。 第三十六图为显示本发明第二实施例之反及型 EEPROM全体结构之图。 第三十七图为显示第二实施例之EEPROM之记忆胞阵 列结构之图。 第三十八图为显示连接于第二实施例之一位元线 的感测放大电路结构之图。 第三十九图为显示第二实施例之EEPROM之写入动作 控制流程之图。 第四十图为显示以第二实施例之感测放大电路为 中心之写入动作及写入验证读出动作和 错误写入检出动作时的信号波形之图。 第四十一图为显示输出第二实施例之错误写入判 断信号的电路之图。 第四十二图为显示关于第二实施例第一变形例之 反及型EEPROM之感测放大电路结构之图 。 第四十三图为显示关于第二实施例第二变形例之 反及型EEPROM之感测放大电路结构之图 。 第四十四图为显示关于第二实施例第三变形例之 反及型EEPROM之感测放大电路结构之图 。 第四十五图为显示关于第二实施例第四变形例之 反及型EEPROM之感测放大电路结构之图 。 第四十六图为显示本发明第二实施例变形例之 EEPROM之写入动作控制流程之图。 第四十七图为显示本发明第三实施例之EEPROM之写 入动作控制流程之图。
地址 日本