JP4245437B2

Programming method of nonvolatile semiconductor memory device

Abstract

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JP4245437B2, drawing sheet 1
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Term

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Expired 8 August 2023, 3.1 years ago.

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10 claims: 9 independent, 1 dependent

  1. 1
    チャネル領域と制御ゲート間に絶縁膜を介して電荷蓄積領域の形成されたトランジスタを有し、前記電荷蓄積領域の電荷量に応じて決定される閾値電圧のレベルに応じて2以上の書き込み状態を含む3以上の記憶状態を取り得るメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数配列し、同一行の前記メモリセルの前記制御ゲートを相互に接続して共通のワード線とし、同一列の前記メモリセルのドレインを相互に接続して共通のビット線として構成されたメモリセルアレイを備えてなる不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法であって、 前記2以上の書き込み状態に各別に対応する複数の書き込みゲート電圧を予め設定しておき、 同一の前記ワード線に接続する2以上の書き込み対象メモリセルに同時に書き込む場合において、 前記2以上の書き込み対象メモリセルに接続する前記ワード線に、書き込み後の書き込み状態を含む2以上の書き込み状態に対応する2以上の前記書き込みゲート電圧を電圧値の低い順に順次印加し、前記書き込みゲート電圧の各印加と同時に、前記書き込み対象メモリセルに接続する前記ビット線の少なくとも1つに、所定の書き込みドレイン電圧を印加する書き込み工程 と、 前記書き込み工程 を実行した後に、前記2以上の書き込み対象メモリセルが夫々書き込まれたか否かを検証するベリファイ工程を 有し、 前記ベリファイ工程において、前記書き込み対象メモリセルの少なくとも1つが書き込まれていないと判定された場合、前記書き込み工程を再度実行し、 1回目の実行及び2回目以降所定回までの再実行に係る前記書き込み工程では、電圧値の低い順に前記書き込みゲート電圧を順次印加する各印加前に、前記書き込み対象メモリセルが印加される前記書き込みゲート電圧に対応する前記書き込み状態への書き込みを要するか否かを判定する要否判定を、前記書き込みゲート電圧の各印加の少なくとも低電圧側の2回の印加前には実行せずに、前記書き込みゲート電圧及び前記書き込みドレイン電圧の印加を強制的に実行し、 前記所定回より後の再実行に係る前記書き込み工程では、電圧値の低い順に前記書き込みゲート電圧を順次印加する各印加前に、前記要否判定を行い、その判定結果に基づいて前記書き込みゲート電圧及び前記書き込みドレイン電圧の印加を 実行することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
  2. 2
    前記書き込み工程を実行する前に、何回目の実行であるかを判定し、1回目の実行及び2回目以降前記所定回までの再実行である場合には、当該書き込み工程において、電圧値の低い順に前記書き込みゲート電圧を順次印加する各印加前に、前記要否判定を実行しない ことを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
  3. 3
    前記書き込み工程において印加する2以上の前記書き込みゲート電圧に、書き込み後の書き込み状態に対応する前記書き込みゲート電圧より低い電圧値の前記書き込みゲート電圧が含まれることを特徴とする請求項 1または2 に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
  4. 4
    前記書き込み工程において、前記所定の書き込みドレイン電圧の印加される前記ビット線は、そのビット線に接続する前記書き込み対象メモリセルの前記所定の書き込みドレイン電圧印加前の記憶状態に対応する閾値電圧範囲が、前記所定の書き込みドレイン電圧印加時に印加される前記書き込みゲート電圧を決定する書き込み状態に対応する閾値電圧範囲より低いことを特徴とする請求項 1~3の何れか1項 に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
  5. 5
    再度実行される2回目以降の前記書き込み工程における前記書き込み対象メモリセルから、前記ベリファイ工程で書き込まれていると判定された書き込み済みメモリセルを除外することを特徴とする請求項 1~4の何れか1項 に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
  6. 6
    1回目及び再度実行される2回目以降の前記書き込み工程の内、少なくとも1回目の前記書き込み工程において印加する2以上の前記書き込みゲート電圧に、書き込み後の書き込み状態に対応する前記書き込みゲート電圧より低い電圧値の前記書き込みゲート電圧が含まれることを特徴とする請求項 1~4の何れか1項 に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
  7. 7
    チャネル領域と制御ゲート間に絶縁膜を介して電荷蓄積領域の形成されたトランジスタを有し、前記電荷蓄積領域の電荷量に応じて決定される閾値電圧のレベルに応じて2以上の書き込み状態を含む3以上の記憶状態を取り得るメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数配列し、同一行の前記メモリセルの前記制御ゲートを相互に接続して共通のワード線とし、同一列の前記メモリセルのドレインを相互に接続して共通のビット線として構成されたメモリセルアレイと、 書き込み対象メモリセルに接続する前記ワード線に前記2以上の書き込み状態に各別に対応して予め設定された複数の書き込みゲート電圧を選択的に印加し、前記書き込み対象メモリセルに接続する前記ビット線に所定の書き込みドレイン電圧を印加する書き込み手段と、 前記書き込み対象メモリセルが書き込まれたか否かを検証するベリファイ手段と、を備えてなる不揮発性半導体記憶装置であって、 前記書き込み対象メモリセルが、印加する前記書き込みゲート電圧に対応する前記書き込み状態への書き込みを要するか否かを判定する要否判定を実行する判定手段を、更に備え、 同一の前記ワード線に接続する2以上の書き込み対象メモリセルに同時に書き込む場合において、 前記書き込み手段が、前記2以上の書き込み対象メモリセルに接続する前記ワード線に、書き込み後の書き込み状態を含む2以上の書き込み状態に対応する2以上の前記書き込みゲート電圧を電圧値の低い順に順次印加し、前記書き込みゲート電圧の各印加と同時に、前記書き込み対象メモリセルに接続する前記ビット線の少なくとも1つに、所定の書き込みドレイン電圧を印加する書き込み工程を実行 するように構成され、 前記ベリファイ手段が、前記2以上の書き込み対象メモリセルが夫々書き込まれたか否かを検証するベリファイ工程を実行する ように構成され、 前記ベリファイ手段が、前記ベリファイ工程において、前記書き込み対象メモリセルの少なくとも1つが書き込まれていないと判定した場合、前記書き込み手段が、前記書き込み工程を再度実行し、 1回目の実行及び2回目以降所定回までの再実行に係る前記書き込み工程では、前記書き込み手段が電圧値の低い順に前記書き込みゲート電圧を順次印加する各印加の少なくとも低電圧側の2回の印加前には、前記判定手段が前記要否判定を実行せずに、前記書き込み手段が前記書き込みゲート電圧及び前記書き込みドレイン電圧の印加を強制的に実行し、 前記所定回より後の再実行に係る前記書き込み工程では、前記書き込み手段が電圧値の低い順に前記書き込みゲート電圧を順次印加する各印加前に、前記判定手段が前記要否判定を実行し、その判定結果に基づいて、前記書き込み手段が前記書き込みゲート電圧及び前記書き込みドレイン電圧の印加を 実行することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
  8. 8
    前記書き込み手段が、前記書き込み工程を実行する前に、当該書き込み工程が何回目の実行であるかを判定する第2判定手段を備え、 前記第2判定手段の判定結果が、1回目の実行及び2回目以降前記所定回までの再実行である場合には、当該書き込み工程において、電圧値の低い順に前記書き込みゲート電圧を順次印加する各印加前に、前記判定手段が前記要否判定を実行しない ことを特徴とする請求項 7 に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
  9. 9
    前記ベリファイ手段が、同時に前記ベリファイ工程を実行するベリファイ対象メモリセル毎に、前記メモリセルが取り得る前記書き込み状態の数に応じた複数のセンスアンプを備えてなり、 前記複数のセンスアンプの夫々に異なる固有の電圧値の参照電圧が用いられることを特徴とする請求項 7 または 8 に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  10. 10
    前記ベリファイ手段が、同時に前記ベリファイ工程を実行するベリファイ対象メモリセル毎に1つのセンスアンプを備えてなり、 前記センスアンプに前記メモリセルが取り得る前記書き込み状態の数に応じた複数の夫々異なる電圧値の参照電圧がスイッチ回路を介して選択的に用いられることを特徴とする請求項 7 または 8 に記載の不揮発性半導体記憶装置。
Independent claims10