JPH0215497A - 1つのメモリセルに複数のデータビットを有する電気的にプログラム可能なメモリ - Google Patents
1つのメモリセルに複数のデータビットを有する電気的にプログラム可能なメモリInfo
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- JPH0215497A JPH0215497A JP1107141A JP10714189A JPH0215497A JP H0215497 A JPH0215497 A JP H0215497A JP 1107141 A JP1107141 A JP 1107141A JP 10714189 A JP10714189 A JP 10714189A JP H0215497 A JPH0215497 A JP H0215497A
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電気的にプログラムすることが可能なメモリに
関するものであり、さらに詳細には、メモリの各単位セ
ルのもとになるフローティングゲートトランジスタのフ
ローティングゲートに電荷を注入することによりプログ
ラミングがなされる様々なタイプのメモリであるEPR
OMXEEPROM、FLASF(−EEPROMに関
する。
関するものであり、さらに詳細には、メモリの各単位セ
ルのもとになるフローティングゲートトランジスタのフ
ローティングゲートに電荷を注入することによりプログ
ラミングがなされる様々なタイプのメモリであるEPR
OMXEEPROM、FLASF(−EEPROMに関
する。
従来の技術
プログラミングは電気的になされる。これは、メモリの
メモリセルをプログラムするためには行デコーダを用い
、必要に応じてさらに列デコーダを用いてこのメモリセ
ルを指定し、フローティングゲートに電荷を注入するの
に十分な電圧を指定されたこのメモリセルに印加するこ
とを意味する。
メモリセルをプログラムするためには行デコーダを用い
、必要に応じてさらに列デコーダを用いてこのメモリセ
ルを指定し、フローティングゲートに電荷を注入するの
に十分な電圧を指定されたこのメモリセルに印加するこ
とを意味する。
メモリに記憶されているデータは、各メモリセルのプロ
グラム状態によって決まる。このプログラム状態は1つ
の2進情報を表す。すなわち、1つのメモリセルがプロ
グラムされているかいないかを表す。
グラム状態によって決まる。このプログラム状態は1つ
の2進情報を表す。すなわち、1つのメモリセルがプロ
グラムされているかいないかを表す。
メモリ内に記憶されているデータを読み出すため、メモ
リセルのプログラム状態を調べる。このためには、1つ
または複数のデコーダを用いて特定のメモリセルにアド
レスし、このメモリセルに読み出しに十分な電圧を印加
する。この結果、このメモリセルのプログラム状態に応
じた電流または電圧が現れる。この電流または電圧を測
定することにより、このメモリセルがプログラムされて
いるかいないかが決定される。このようにして、メモリ
セルごとに、あるいはメモリセルのグループごとにメモ
リに記憶されている2進情報を取出すこ七ができる。
リセルのプログラム状態を調べる。このためには、1つ
または複数のデコーダを用いて特定のメモリセルにアド
レスし、このメモリセルに読み出しに十分な電圧を印加
する。この結果、このメモリセルのプログラム状態に応
じた電流または電圧が現れる。この電流または電圧を測
定することにより、このメモリセルがプログラムされて
いるかいないかが決定される。このようにして、メモリ
セルごとに、あるいはメモリセルのグループごとにメモ
リに記憶されている2進情報を取出すこ七ができる。
さらに詳しく説明すると、例えばメモリの各メモリセル
がフローティングゲートトランジスタで構成されている
場合、メモリのメモリセルの状態の読み出しは、アドレ
スされたメモリセルからの電流と基準電流の値とを比較
することからなる。
がフローティングゲートトランジスタで構成されている
場合、メモリのメモリセルの状態の読み出しは、アドレ
スされたメモリセルからの電流と基準電流の値とを比較
することからなる。
基準電流の値は、プログラムされているメモリセルとプ
ログラムされていないメモリセルに同じ読み出し電圧が
印加された場合に、プログラムされているメモリセルが
供給するであろう電流値(実際にはゼロに近い値)と、
プログラムされていないメモリセルが供給するであろう
電流値の間のほぼ真ん中の値を選択する。
ログラムされていないメモリセルに同じ読み出し電圧が
印加された場合に、プログラムされているメモリセルが
供給するであろう電流値(実際にはゼロに近い値)と、
プログラムされていないメモリセルが供給するであろう
電流値の間のほぼ真ん中の値を選択する。
そこで、(読み出しの定格電圧を印加する)読み出すべ
きメモリセルの電流と基準電流とを受ける電流比較器は
、メモリセルのプログラム状態に応じていずれかの方向
にはっきりと切り換わり、読み出されたメモリセルに記
憶されている2進情報を表す2進情報を出力から供給す
る。
きメモリセルの電流と基準電流とを受ける電流比較器は
、メモリセルのプログラム状態に応じていずれかの方向
にはっきりと切り換わり、読み出されたメモリセルに記
憶されている2進情報を表す2進情報を出力から供給す
る。
−例として、未使用の(プログラムされていない)EP
ROMメモリセルに約200マイクロアンペアの電流を
流し、プログラムされているメモリセルには同じ読み出
し条件で20マイクロアンペア未満の電流しか流さない
ことにする。基準値は、100マイクロアンペアに選択
することができる。
ROMメモリセルに約200マイクロアンペアの電流を
流し、プログラムされているメモリセルには同じ読み出
し条件で20マイクロアンペア未満の電流しか流さない
ことにする。基準値は、100マイクロアンペアに選択
することができる。
実際には、メモリセルからの電流はく例えば積分器を用
いて)この電流の関数である電圧に変換されていること
が好ましい。その結果、電流比較器よりも実現が簡単で
あることが多い電圧比較器を用いて比較操作を実行する
ことができる。比較モード(電圧モードであるか電流モ
ードであるか)は本発明の対象ではなく、しかも電流と
電圧の間の変換は周知であるため、以下の説明は電流比
較器の場合に限定する。しかし、頭の中では実際には電
圧比較器を考えている。例えば、比較基準値が未使用の
基準メモリセルからの電流をもとにして決まると仮定す
ることができる。電流−電圧変換器に電流が印加される
とこの変換器のゲインによって基準電圧が正確に決まる
。
いて)この電流の関数である電圧に変換されていること
が好ましい。その結果、電流比較器よりも実現が簡単で
あることが多い電圧比較器を用いて比較操作を実行する
ことができる。比較モード(電圧モードであるか電流モ
ードであるか)は本発明の対象ではなく、しかも電流と
電圧の間の変換は周知であるため、以下の説明は電流比
較器の場合に限定する。しかし、頭の中では実際には電
圧比較器を考えている。例えば、比較基準値が未使用の
基準メモリセルからの電流をもとにして決まると仮定す
ることができる。電流−電圧変換器に電流が印加される
とこの変換器のゲインによって基準電圧が正確に決まる
。
プログラミングに関与する物理現象を工業的に制御する
ことは難しいため、未使用のメモリセルとプログラムさ
れたメモリセルからの電流は正確に知ることができない
。この電流は、メモリセルに印加する読み出し電圧の値
を始めとして多くの因子に依存している。プログラムさ
れたメモリセルの電流は、プログラムの強さ、すなわち
メモリセルのフローティングゲートに蓄積させることが
できた電荷の量にも依存する。この電荷量は、プログラ
ム電圧と、この電圧を印加している期間と、さらには電
圧の印加力法とに依存する。従って、同じバッチの一連
のメモリの中で、さらには同じ1つのメモリの中で未使
用のメモリセルとプログラムされたメモリセルの電流値
の間には極めて大きなバラツキがある。
ことは難しいため、未使用のメモリセルとプログラムさ
れたメモリセルからの電流は正確に知ることができない
。この電流は、メモリセルに印加する読み出し電圧の値
を始めとして多くの因子に依存している。プログラムさ
れたメモリセルの電流は、プログラムの強さ、すなわち
メモリセルのフローティングゲートに蓄積させることが
できた電荷の量にも依存する。この電荷量は、プログラ
ム電圧と、この電圧を印加している期間と、さらには電
圧の印加力法とに依存する。従って、同じバッチの一連
のメモリの中で、さらには同じ1つのメモリの中で未使
用のメモリセルとプログラムされたメモリセルの電流値
の間には極めて大きなバラツキがある。
最後に、プログラムされたメモリセルのプログラム状態
は時間経過とともに悪化する。すなわち、フローティン
グゲートに蓄積されている電荷の量は、特に温度が上昇
するときに時間とともに減少する(電荷保持期間は約1
0年)。この結果、フローティングゲートトランジスタ
の閾値電圧が電荷のこの減少とともに低下するにつれ、
プログラムされたメモリセルからの電流は時間経過とと
もに徐々に増加する。
は時間経過とともに悪化する。すなわち、フローティン
グゲートに蓄積されている電荷の量は、特に温度が上昇
するときに時間とともに減少する(電荷保持期間は約1
0年)。この結果、フローティングゲートトランジスタ
の閾値電圧が電荷のこの減少とともに低下するにつれ、
プログラムされたメモリセルからの電流は時間経過とと
もに徐々に増加する。
発明が解決しようとする課題
このような問題があるため、現在まで2進情報以外の情
報をメモリの物理的に単一のメモリセル、すなわち単一
のフローティングゲートトランジスタに記憶させること
が試みられたことはなかった。
報をメモリの物理的に単一のメモリセル、すなわち単一
のフローティングゲートトランジスタに記憶させること
が試みられたことはなかった。
しかし、1ビツト以外の情報、例えば3状態の情報また
は2つのビットからなる情報を単一のメモリセルに記憶
させるためには、読み出しモードにおいてメモリセルか
ら出力される複数の閾値電圧または閾値電流を(単一の
閾値の代わりに)決定できるようになっているだけで十
分である。この結果、これら異なる閾値に対する電流ま
たは電圧のレベルによって、メモリセルのプログラム状
態が複数(2以上)の可能な状態の中から決定されるで
あろう。
は2つのビットからなる情報を単一のメモリセルに記憶
させるためには、読み出しモードにおいてメモリセルか
ら出力される複数の閾値電圧または閾値電流を(単一の
閾値の代わりに)決定できるようになっているだけで十
分である。この結果、これら異なる閾値に対する電流ま
たは電圧のレベルによって、メモリセルのプログラム状
態が複数(2以上)の可能な状態の中から決定されるで
あろう。
従って、少なくとも単位メモリセルのサイズが大サイズ
になることに関して最も重要な因子である大容量メモリ
においてはメモリの占めるスペースが大きく節約される
。同じ単位面積で1つのメモリセルに1ビツトの情報の
代わりに例えば2ビツトの情報を記憶させることができ
るのであれば、同じ約1メガビツトの容量のメモリの場
合にはメモリの全体の占める面積が約25%狭くなる。
になることに関して最も重要な因子である大容量メモリ
においてはメモリの占めるスペースが大きく節約される
。同じ単位面積で1つのメモリセルに1ビツトの情報の
代わりに例えば2ビツトの情報を記憶させることができ
るのであれば、同じ約1メガビツトの容量のメモリの場
合にはメモリの全体の占める面積が約25%狭くなる。
表面積のこの節約により、もちろん製造の収率が向上し
、従ってコストが低下する。
、従ってコストが低下する。
本発明は、各メモリセルにn通り(nは3以上)の可能
なプログラム状態を記憶させることのできる電気的にプ
ログラム可能なメモリを提供することを目的とする。
なプログラム状態を記憶させることのできる電気的にプ
ログラム可能なメモリを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明によれば、読み出しモードにおいて、記憶されて
いるデータの読み出しをメモリセルのプログラム状態に
応じた電流または電圧と基準値との間の比較によって実
行する電気的にプログラム可能なメモリであって、この
メモリは、読み出しモードにおいて動作して電流または
電圧を1つのシーケンスの(n−1)個(nは3以上)
の主要基準値と比較し、その結果からメモリセルの状態
がn個の可能な状態の中のどれであるかを決定するだめ
の複数の比較回路を備え、このメモリはさらに、メモリ
セルからの電流または電圧を中間基準値と比較するため
の複数の比較回路を備え、その各中間基準値は、上記シ
ーケンスの中の連続した第1と第2の主要基準値の間に
位置し、このメモリは、上記比較回路の出力を受けて、
電流または電圧が1つの主要基準値とそのあとに続く中
間基準値の間にある場合にはテストされているメモリセ
ルの追加プログラム操作を実行し、測定された電流また
は電圧が上記中間基準値と第2の主要基準値の間の所定
の閾値に到達したときにこの追加プログラム操作を停止
させるための制御用論理回路をさらに備えることを特徴
とするメモリが提供される。
いるデータの読み出しをメモリセルのプログラム状態に
応じた電流または電圧と基準値との間の比較によって実
行する電気的にプログラム可能なメモリであって、この
メモリは、読み出しモードにおいて動作して電流または
電圧を1つのシーケンスの(n−1)個(nは3以上)
の主要基準値と比較し、その結果からメモリセルの状態
がn個の可能な状態の中のどれであるかを決定するだめ
の複数の比較回路を備え、このメモリはさらに、メモリ
セルからの電流または電圧を中間基準値と比較するため
の複数の比較回路を備え、その各中間基準値は、上記シ
ーケンスの中の連続した第1と第2の主要基準値の間に
位置し、このメモリは、上記比較回路の出力を受けて、
電流または電圧が1つの主要基準値とそのあとに続く中
間基準値の間にある場合にはテストされているメモリセ
ルの追加プログラム操作を実行し、測定された電流また
は電圧が上記中間基準値と第2の主要基準値の間の所定
の閾値に到達したときにこの追加プログラム操作を停止
させるための制御用論理回路をさらに備えることを特徴
とするメモリが提供される。
この閾1直は、中間基準値と等しくするか、あるいは逆
に、第1の中間値と第2の主要基準値の間の別の中間値
にすることができる。
に、第1の中間値と第2の主要基準値の間の別の中間値
にすることができる。
作用
以下の説明によって中間基準値の役割をよく理解するこ
とができよう。しかし、結局は、主要基準値が、メモリ
のプログラム状態を決定する基準となる電流または電圧
の基準値を決めているということができる。第1の中間
基準値により、メモリセルに情報をプログラムした場合
に電荷が失われる危険性が少ないという安全閾値が決ま
る。第2の中間基準値は、所定のプログラム状態に対し
て、別のプログラム状態に移行する危険を回避したいの
であればメモリセルのプログラムをこれ以上続けてはい
けないというプログラミングの限界を規定する。
とができよう。しかし、結局は、主要基準値が、メモリ
のプログラム状態を決定する基準となる電流または電圧
の基準値を決めているということができる。第1の中間
基準値により、メモリセルに情報をプログラムした場合
に電荷が失われる危険性が少ないという安全閾値が決ま
る。第2の中間基準値は、所定のプログラム状態に対し
て、別のプログラム状態に移行する危険を回避したいの
であればメモリセルのプログラムをこれ以上続けてはい
けないというプログラミングの限界を規定する。
本発明の他の特徴ならびに利点は、添付の図面を参照し
た以下の詳細な説明によってさらによく理解できよう。
た以下の詳細な説明によってさらによく理解できよう。
実施例
第1図には、複数のフローティングゲートトランジスタ
を有する行と列のマトリクスの形態のメモリが図示され
ている。各トランジスタがこのメモリの行と列の交点に
位置して、このメモリの個々のメモリセルを構成してい
る。
を有する行と列のマトリクスの形態のメモリが図示され
ている。各トランジスタがこのメモリの行と列の交点に
位置して、このメモリの個々のメモリセルを構成してい
る。
各トランジスタのソースは共通のグラウンドに接続され
ている。同一の列のトランジスタのドレインは、この列
専用の列導体に接続されている。
ている。同一の列のトランジスタのドレインは、この列
専用の列導体に接続されている。
同一の行のトラにジスタの制御ゲートは、この行専用の
行導体に接続されている。
行導体に接続されている。
行デコーダDELを用いると、特定の行を選択し、対応
する行導体りに(読み出しモードにおいて)読み出し電
圧を、または(プログラムモードにおいて)プログラム
電圧を、またはくテストモードにおいて)テスト電圧を
印加することができる。
する行導体りに(読み出しモードにおいて)読み出し電
圧を、または(プログラムモードにおいて)プログラム
電圧を、またはくテストモードにおいて)テスト電圧を
印加することができる。
列デコーダDECを用いると、特定の列を選択し、対応
する列導体Cを(読み出しモードまたはテストモードに
おいて)読み出し回路に接続することができる。読み出
し回路は、第1図においては電流の比較器COMFとし
て象徴的に示されている。この比較器は第1の人力Aが
列Cに接続されており、第2の人力Bが、基準電流IR
を出力する基準電流源SRに接続されている(比較は電
流よりも電圧について行われるという可能性について先
に説明したことを参照のこと)。この比較器の出力はメ
モリの出力端子Sに接続されている。
する列導体Cを(読み出しモードまたはテストモードに
おいて)読み出し回路に接続することができる。読み出
し回路は、第1図においては電流の比較器COMFとし
て象徴的に示されている。この比較器は第1の人力Aが
列Cに接続されており、第2の人力Bが、基準電流IR
を出力する基準電流源SRに接続されている(比較は電
流よりも電圧について行われるという可能性について先
に説明したことを参照のこと)。この比較器の出力はメ
モリの出力端子Sに接続されている。
この端子には、メモリセルにプログラムされている情報
に対応する論理レベルが現れる。メモリセルに記憶させ
る情報も端子Sに外から印加し、プログラムモードにお
いてその情報を列に転送することに注意されたい。
に対応する論理レベルが現れる。メモリセルに記憶させ
る情報も端子Sに外から印加し、プログラムモードにお
いてその情報を列に転送することに注意されたい。
読み出しモードにおいては、テストモードやプログラム
モードにおけるのと同様、行りと列Cの交点に位置する
フローティングゲートトランジスタTGFが選択され、
読み出され、またはテストされ、またはプログラムされ
る。
モードにおけるのと同様、行りと列Cの交点に位置する
フローティングゲートトランジスタTGFが選択され、
読み出され、またはテストされ、またはプログラムされ
る。
第1図には、読み出しモードまたはテストモードにおけ
るよりも高いプログラム用電圧を供給するプログラム回
路PROGも象徴的に示されている。
るよりも高いプログラム用電圧を供給するプログラム回
路PROGも象徴的に示されている。
テストは、実際には、読み出しモードと同じ電圧を印加
し、テストされる各メモリセルに対して比較器COMP
が出力端子Sにメモリセルに理論的に記憶されている情
報を出力していることを確君忍することからなる。すな
わちプログラムされているメモリセルに対してはレベル
0、プログラムされていないメモリセルに対してはレベ
ル1に対応する論理レベルが出力されることを確認する
。
し、テストされる各メモリセルに対して比較器COMP
が出力端子Sにメモリセルに理論的に記憶されている情
報を出力していることを確君忍することからなる。すな
わちプログラムされているメモリセルに対してはレベル
0、プログラムされていないメモリセルに対してはレベ
ル1に対応する論理レベルが出力されることを確認する
。
第2図には、メモリセルのプログラム状態の関数である
電流曲線が示されている。プログラム状態が強いほど、
読み出しモードで発生する電流は弱い。より強くプログ
ラムするためには、プログラムモードにおいてメモリセ
ルに印加する電圧を大きくするか、印加期間を長くする
か、あるいは較正されたプログラム電圧パルスの数を増
加させる。
電流曲線が示されている。プログラム状態が強いほど、
読み出しモードで発生する電流は弱い。より強くプログ
ラムするためには、プログラムモードにおいてメモリセ
ルに印加する電圧を大きくするか、印加期間を長くする
か、あるいは較正されたプログラム電圧パルスの数を増
加させる。
基準電流のレベルIRが未使用のメモリセルから通常出
力される電流とプログラムされたメモリセルから通常出
力される電流の中間の値であるため、メモリセルの2つ
のプログラム状態を区別することができる。読み出され
る電流がIRを越える場合にはメモリセルは未使用(状
態l)であり、この電流がIR未満のときはメモリセル
がプログラムされている(状態0)。1つのメモリセル
に記憶される情報は2進情報である。
力される電流とプログラムされたメモリセルから通常出
力される電流の中間の値であるため、メモリセルの2つ
のプログラム状態を区別することができる。読み出され
る電流がIRを越える場合にはメモリセルは未使用(状
態l)であり、この電流がIR未満のときはメモリセル
がプログラムされている(状態0)。1つのメモリセル
に記憶される情報は2進情報である。
第3図には、プログラムの強さの関数である同じ電流曲
線について基準電流の3つのレベルIR1、IR2、I
R3がその順序で低くなるように示されている。これら
3つのレベルにより、とることが可能な4つのプログラ
ム状態、従って2ビツトの情報が規定される。
線について基準電流の3つのレベルIR1、IR2、I
R3がその順序で低くなるように示されている。これら
3つのレベルにより、とることが可能な4つのプログラ
ム状態、従って2ビツトの情報が規定される。
例えば、状態11は未使用のメモリセルに対応しくプロ
グラムされていない状態に対応する第1のプログラムレ
ベル)、読み出しモードで発生する電流はIRIよりも
大きい。状態10は第2のレベルに対応し、このレベル
に対しては、発生する電流がIRIとIR2の間のレベ
ルにある。状態O1は第3のレベルに対応しくrはrR
2と■R3の間の値)、状態00は第4のレベルに対応
する(IはIR3とゼロの間の値)。
グラムされていない状態に対応する第1のプログラムレ
ベル)、読み出しモードで発生する電流はIRIよりも
大きい。状態10は第2のレベルに対応し、このレベル
に対しては、発生する電流がIRIとIR2の間のレベ
ルにある。状態O1は第3のレベルに対応しくrはrR
2と■R3の間の値)、状態00は第4のレベルに対応
する(IはIR3とゼロの間の値)。
第4図はやはり同じ曲線であるが、別の電流基準1直が
示されている。すなわち、第3図で規定された主要基準
値IRI、IR2、IR3の間の中間基準値が示されて
いる。これらの値は、第1の中間基準値IRIA、IR
2A、IR3Aと、第2の中間基準値IRIB、IR2
Bとに分けられる。第1の中間基準値IRIAS IR
2A、IR3Aは最も重要であり、特別な実施例におい
ては第2の中間基準値が第1の中間基準値と等しくなる
ようにすることも十分可能である(すなわち、IRIB
=IRIAとIR2B=IR2A)。
示されている。すなわち、第3図で規定された主要基準
値IRI、IR2、IR3の間の中間基準値が示されて
いる。これらの値は、第1の中間基準値IRIA、IR
2A、IR3Aと、第2の中間基準値IRIB、IR2
Bとに分けられる。第1の中間基準値IRIAS IR
2A、IR3Aは最も重要であり、特別な実施例におい
ては第2の中間基準値が第1の中間基準値と等しくなる
ようにすることも十分可能である(すなわち、IRIB
=IRIAとIR2B=IR2A)。
各中間基準値は、シーケンスIRI、IR2、IR3の
うちの連続した2つの主要基準値の間の値である。つま
り、値IRIAはIRIとIR2の間に含まれ、値IR
2AはIR2とIR3の間に含まれる。
うちの連続した2つの主要基準値の間の値である。つま
り、値IRIAはIRIとIR2の間に含まれ、値IR
2AはIR2とIR3の間に含まれる。
第2の中間基準値が第1の中間基準値と同じでないので
あれば、値のシーケンスは、プログラム状態がより強く
なることに対応する電流値の順番である。すなわち、第
1の主要値(例えばIR2>次に第1の中間値(IR2
A)、次に第2の中間値(IR2B)、最後に主要値(
IR3)の順番になる。
あれば、値のシーケンスは、プログラム状態がより強く
なることに対応する電流値の順番である。すなわち、第
1の主要値(例えばIR2>次に第1の中間値(IR2
A)、次に第2の中間値(IR2B)、最後に主要値(
IR3)の順番になる。
従って、第3図と同じプログラム状態である4つの状態
11.10.01.00を定義することができる。これ
ら4つの状態は、主要基準レベルIRI、IR2、IR
3に従って互いに区別される。読み出しモードにおいて
は、メモリセルから出力される電流をこれら3つの値と
比較し、その結果から、単純な論理回路を用いてこのメ
モリに記憶されている2ビツト情報を決定する。
11.10.01.00を定義することができる。これ
ら4つの状態は、主要基準レベルIRI、IR2、IR
3に従って互いに区別される。読み出しモードにおいて
は、メモリセルから出力される電流をこれら3つの値と
比較し、その結果から、単純な論理回路を用いてこのメ
モリに記憶されている2ビツト情報を決定する。
第1の中間基準値はプログラムの安全レベルを規定する
。本発明では、第n状態(例えば第2状態であり、その
2進表示は10)にプログラムする必要のあるメモリセ
ルは、基準値lRn−1とIRn (ここではIRIと
IR2)の間の値の電流を供給するだけでなく(IRn
−1は状態n−1と状態nの間の変化の閾値を表す)、
(プログラム状態が強くなることに対応する電流の方向
で)\ 主要基準値lRn−1のすぐあとに続く補助基準値IR
n−IAの値よりも小さい電流も供給する必要があると
仮定されている。逆に、発生する電流がn−ルベルのプ
ログラム状態とnレベルのプログラム状態の間の変化を
規定する基準値に近すぎると、メモリセルが不十分にし
かプログラムされず、時間経過とともに電荷が失われる
という大きな危険性がある。プログラムレベルの数が多
くなってプログラムレベルの変化に対応する電流が互い
により接近するほどプログラムレベルがより明確に規定
されている必要があるため、このような危険性を認める
ことはできない。
。本発明では、第n状態(例えば第2状態であり、その
2進表示は10)にプログラムする必要のあるメモリセ
ルは、基準値lRn−1とIRn (ここではIRIと
IR2)の間の値の電流を供給するだけでなく(IRn
−1は状態n−1と状態nの間の変化の閾値を表す)、
(プログラム状態が強くなることに対応する電流の方向
で)\ 主要基準値lRn−1のすぐあとに続く補助基準値IR
n−IAの値よりも小さい電流も供給する必要があると
仮定されている。逆に、発生する電流がn−ルベルのプ
ログラム状態とnレベルのプログラム状態の間の変化を
規定する基準値に近すぎると、メモリセルが不十分にし
かプログラムされず、時間経過とともに電荷が失われる
という大きな危険性がある。プログラムレベルの数が多
くなってプログラムレベルの変化に対応する電流が互い
により接近するほどプログラムレベルがより明確に規定
されている必要があるため、このような危険性を認める
ことはできない。
第2の中間基準レベルは、メモリセルが次のプログラム
状態にプログラムされる危険を回避したいのであればこ
のメモリセルのプログラムをこれ以上続けてはいけない
というプログラミングの限界をある程度似たようにして
規定するくしかし、第2の中間基準レベルは第1の中間
基準レベルよりも重要度が低いことがわかるであろう)
。
状態にプログラムされる危険を回避したいのであればこ
のメモリセルのプログラムをこれ以上続けてはいけない
というプログラミングの限界をある程度似たようにして
規定するくしかし、第2の中間基準レベルは第1の中間
基準レベルよりも重要度が低いことがわかるであろう)
。
第5図は、本発明のメモリの読み出し操作の順番を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
メモリセルから出力される電流Iを主要基準値IRI、
IR2、IR3と順番に、あるいは同時に比較する。電
流測定を行うごとに1つの測定結果が得られ、プログラ
ム状態が決定される。このプログラム状態が望む状態で
あれば、記憶されている情報は正しい情報である。そう
でない場合には、プログラムをやり直すか、場合によっ
てはメモリを廃棄する必要がある。
IR2、IR3と順番に、あるいは同時に比較する。電
流測定を行うごとに1つの測定結果が得られ、プログラ
ム状態が決定される。このプログラム状態が望む状態で
あれば、記憶されている情報は正しい情報である。そう
でない場合には、プログラムをやり直すか、場合によっ
てはメモリを廃棄する必要がある。
本発明により提案されている特別なテストは、テストモ
ードにおいてメモリセルから出力された電流を主要基準
値IRI、IR2、IR3ならびにそのすぐあとに続く
中間基準値IRIA、IR2A、IR3Aと順番に、あ
るいは同時に比較する操作をさらに実行することからな
る。
ードにおいてメモリセルから出力された電流を主要基準
値IRI、IR2、IR3ならびにそのすぐあとに続く
中間基準値IRIA、IR2A、IR3Aと順番に、あ
るいは同時に比較する操作をさらに実行することからな
る。
電流が、主要基準値IRnと、プログラム状態がより強
くなることに対応する電流値の方向を考えた場合のその
すぐあとに続く中間基準値IRnAとの間に含まれてい
ると、追加プログラムが開始される。このプログラミン
グは、例えば、プログラム電圧パルスをメモリセルの電
極に印加することからなり、各パルスまたは一群のパル
スのあとに新たなテストが実行されるようにすることが
可能である。
くなることに対応する電流値の方向を考えた場合のその
すぐあとに続く中間基準値IRnAとの間に含まれてい
ると、追加プログラムが開始される。このプログラミン
グは、例えば、プログラム電圧パルスをメモリセルの電
極に印加することからなり、各パルスまたは一群のパル
スのあとに新たなテストが実行されるようにすることが
可能である。
追加プログラムは、テストされているメモリセルからの
電流が、テストによってプログラム状態が十分でないこ
とがわかる第1の中間基準値のすぐあとに続く第2の中
間基準値(IRIB、IR2B)よりも小さくなったと
きに停止させる。
電流が、テストによってプログラム状態が十分でないこ
とがわかる第1の中間基準値のすぐあとに続く第2の中
間基準値(IRIB、IR2B)よりも小さくなったと
きに停止させる。
最も簡単なのは、fRnBの値としてIRnAと同じ値
を採用することである(比較器が節約される)。しかし
、第2の中間値IRnBが第1の中間値IRnAとは異
なっている場合にはプログラムの安全性がより大きくな
る。
を採用することである(比較器が節約される)。しかし
、第2の中間値IRnBが第1の中間値IRnAとは異
なっている場合にはプログラムの安全性がより大きくな
る。
第6図は、第1の基準値と第2の基準値が同じ場合の本
発明のメモリの実施例を示している。しかし、第1の基
準値と第2の基準値が異なっていても本明細書に記載の
説明を参考にしてなんらの問題なくその場合の回路図を
提案することができよう。ただし、この場合には電流を
第2の中間基準値と比較するための余分な比較器が必要
とされよう。
発明のメモリの実施例を示している。しかし、第1の基
準値と第2の基準値が異なっていても本明細書に記載の
説明を参考にしてなんらの問題なくその場合の回路図を
提案することができよう。ただし、この場合には電流を
第2の中間基準値と比較するための余分な比較器が必要
とされよう。
説明を簡単にするため、第6図には、読み出しモードに
おいてメモリマトリクスの中で行デコーダDELと列デ
コーダDECによって選択された1つのメモリセル(行
りと列Cの交点のトランジスタTGF)のみしか図示さ
れていない。
おいてメモリマトリクスの中で行デコーダDELと列デ
コーダDECによって選択された1つのメモリセル(行
りと列Cの交点のトランジスタTGF)のみしか図示さ
れていない。
比較器COMP1.C0MF2、COMP3が、選択さ
れたメモリセルからの電流を基準電流源5RISSR2
、SR3から供給される主要基準1直IRI、IR2、
IR3と比較する目的で設置されている。
れたメモリセルからの電流を基準電流源5RISSR2
、SR3から供給される主要基準1直IRI、IR2、
IR3と比較する目的で設置されている。
これら比較器の出力は、3人力2出力のデコード用出力
論理回路DESに印加される。この論理回路は、読み出
されたメモリセルのプログラム状態に関する2ビツトの
情報をメモリの2つの出力端子5ISS2に供給する。
論理回路DESに印加される。この論理回路は、読み出
されたメモリセルのプログラム状態に関する2ビツトの
情報をメモリの2つの出力端子5ISS2に供給する。
なお、このプログラム状態は比較器の出力によって決ま
る。
る。
比較器COMPI、COMP2、COMP3にそれぞれ
対応する補助比較器COMP IA、C○MP2A、C
OMP3Aが、メモリセルの電流を電流源5RIA、5
R2ASSR3Aから供給される第1の中間基準値IR
IA、IR2A、IR3Aと比較する目的で設置されて
いる。
対応する補助比較器COMP IA、C○MP2A、C
OMP3Aが、メモリセルの電流を電流源5RIA、5
R2ASSR3Aから供給される第1の中間基準値IR
IA、IR2A、IR3Aと比較する目的で設置されて
いる。
例えば比較器COMP3の出力と対応する補助比較器C
OMP3Aの出力とは、追加プログラム制御用論理回路
の入力に接続されている。この制御回路は、比較器CO
MP 1とCOMP IAの出力を受ける回路が参照符
号CPC1で指示されており、比較器C0MF2とCO
MP2Aの出力を受ける回路が参照符号CPC2で指示
されており、比較器COMP3とCOMP3Aの出力を
受ける回路が参照符号CPC3で指定されている。
OMP3Aの出力とは、追加プログラム制御用論理回路
の入力に接続されている。この制御回路は、比較器CO
MP 1とCOMP IAの出力を受ける回路が参照符
号CPC1で指示されており、比較器C0MF2とCO
MP2Aの出力を受ける回路が参照符号CPC2で指示
されており、比較器COMP3とCOMP3Aの出力を
受ける回路が参照符号CPC3で指定されている。
これら制御回路には2つの機能がある。まず第1に、選
択されたメモリセルの電流が主要基準値とそのすぐあと
に続く中間基準値の間に含まれる値であることを検出し
て追加プログラムコマンドを開始させる。第2に、この
コマンドが開始されると、テストされているメモリセル
の電流が追加プログラムコマンドを開始させるのに使用
された中間基準値よりも小さくなったときに追加プログ
ラムを停止させる。
択されたメモリセルの電流が主要基準値とそのすぐあと
に続く中間基準値の間に含まれる値であることを検出し
て追加プログラムコマンドを開始させる。第2に、この
コマンドが開始されると、テストされているメモリセル
の電流が追加プログラムコマンドを開始させるのに使用
された中間基準値よりも小さくなったときに追加プログ
ラムを停止させる。
制御回路CPC1、CPC2、CPC3の出力は、例え
ばORゲートに印加される。このORゲートは、コマン
ドを開始させたのがどの比較器群であろうとも追加プロ
グラム制御用の単一の信号を出力する。
ばORゲートに印加される。このORゲートは、コマン
ドを開始させたのがどの比較器群であろうとも追加プロ
グラム制御用の単一の信号を出力する。
この単一の制御信号は、例えば、様々なプログラム電圧
をメモリのメモリセルに印加することを可能にするプロ
グラム回路に直接に印加される。
をメモリのメモリセルに印加することを可能にするプロ
グラム回路に直接に印加される。
しかし、追加プログラム用のこの制御信号は、メモリの
集積回路の出力端子Rにも印加することができる。この
端子Rは、メモリの再プログラムを制御するマイクロプ
ロセッサに接続されている。
集積回路の出力端子Rにも印加することができる。この
端子Rは、メモリの再プログラムを制御するマイクロプ
ロセッサに接続されている。
マイクロプロセッサは、この制御信号を受信するとメモ
リの通常の機能を一時的に中断させ、一連の追加プログ
ラムを実行する。再プログラムの一連の操作は、メモリ
セルの出力電流Iが電流IRnAよりも小さくなるまで
実行することができる。
リの通常の機能を一時的に中断させ、一連の追加プログ
ラムを実行する。再プログラムの一連の操作は、メモリ
セルの出力電流Iが電流IRnAよりも小さくなるまで
実行することができる。
制御回路CPC3の詳細が例として第6図に示されてい
る。制御回路CPC1、CPC2は制御回路CPC3と
同じである。
る。制御回路CPC1、CPC2は制御回路CPC3と
同じである。
図示されている実施例では、比較器COMP3が、メモ
リセルがレベル00にプログラムされてIR3よりも小
さな電流■を出力する場合、論理レベルOを出力し、メ
モリセルがより低いレベル01.10、または11にプ
ログラムされてIR3よりも大きな電流Iを出力する場
合には、論理レベル1を出力する。
リセルがレベル00にプログラムされてIR3よりも小
さな電流■を出力する場合、論理レベルOを出力し、メ
モリセルがより低いレベル01.10、または11にプ
ログラムされてIR3よりも大きな電流Iを出力する場
合には、論理レベル1を出力する。
比較器COMP3Aは、メモリセルからの電流がrR3
Aよりも大きい場合に論理レベル0を出力し、IR3A
よりも小さい場合に論理レベル1を出力する。
Aよりも大きい場合に論理レベル0を出力し、IR3A
よりも小さい場合に論理レベル1を出力する。
このようにして、比較器COMP3とCOMP3Aは、
メモリセルから出力される電流が2つの基準値IR3と
IR3Aの間の値である場合にはどちらも論理レベルO
を出力する。NORゲートがこの場合を検出し、追加プ
ログラムを開始させるのに使用することのできる制御信
号を出力する。
メモリセルから出力される電流が2つの基準値IR3と
IR3Aの間の値である場合にはどちらも論理レベルO
を出力する。NORゲートがこの場合を検出し、追加プ
ログラムを開始させるのに使用することのできる制御信
号を出力する。
このNORゲートの出力は、フリップフロップR5の反
転入力Sに印加することができる。このフリップフロッ
プの出力が制御回路CPC3の出力を構成する(比較器
COMP3とCOMP 3 Aにより実行されたテスト
によって電流がIR3とIR3Aの間の値であるという
結論に到達したときには論理レベル1となる)。
転入力Sに印加することができる。このフリップフロッ
プの出力が制御回路CPC3の出力を構成する(比較器
COMP3とCOMP 3 Aにより実行されたテスト
によって電流がIR3とIR3Aの間の値であるという
結論に到達したときには論理レベル1となる)。
このフリップフロップの出力はANDゲートの1つの人
力に印加される。このANDゲートの別の人力は、電流
がIR3Aよりも小さくなったときに比較器COMP3
Aによってアクティブにされる。このANDゲートの出
力は、フリップフロップR5のリセット人力Rに接続さ
れている。従って、このフリップフロップは、IR3と
IR3Aの間の値の電流に対して追加プログラム命令を
うまく開始させ、次に、この命令がフリップフロップが
あるために継続する。最後に、この命令は、テストされ
ている電流がIR3Aよりも小さくなったときにフリッ
プフロップがゼロにリセットされることによって中断さ
れる。
力に印加される。このANDゲートの別の人力は、電流
がIR3Aよりも小さくなったときに比較器COMP3
Aによってアクティブにされる。このANDゲートの出
力は、フリップフロップR5のリセット人力Rに接続さ
れている。従って、このフリップフロップは、IR3と
IR3Aの間の値の電流に対して追加プログラム命令を
うまく開始させ、次に、この命令がフリップフロップが
あるために継続する。最後に、この命令は、テストされ
ている電流がIR3Aよりも小さくなったときにフリッ
プフロップがゼロにリセットされることによって中断さ
れる。
発明の効果
従って、メモリセルは、所望のレベルにプログラムされ
ることだけでなく、時間経過による不可避な電荷の消失
に対してプログラムが安全であることが常に保証される
。
ることだけでなく、時間経過による不可避な電荷の消失
に対してプログラムが安全であることが常に保証される
。
第1図は、電気的にプログラム可能なメモリの従来の構
成の概略図である。 第2図は、プログラム状態が従来の2つの状態である場
合に、読み出しモードにおいてメモリセルから出力され
る電流曲線をこのメモリセルのプログラム状態の関数と
して表したグラフである。 第3図は、同じ曲線と、可能な4つのプログラムレベル
によって定義された2ビツトの情報を単一のメモリセル
に記憶させる方法の概略図である。 第4図は、3つの主要基準レベルと5つの中間基準レベ
ルを有する電流曲線のグラフである。 第5図は、本発明のメモリの動作のフローチャートであ
る。 第6図は、本発明のメモリの実施例の回路図である。 (主な参照符号) C・・列導体、 COMP、COMP i SCOMP iA・・比較器
、CPCi・・追加プログラム制御用論理回路、DEC
・・列デコーダ、 DEL・・行レコーダ、L・・行導
体、 PROG・・プログラム回路、 RSS、SL、S2・・出力端子、 SR,SRi、5RiA・・電流源、
成の概略図である。 第2図は、プログラム状態が従来の2つの状態である場
合に、読み出しモードにおいてメモリセルから出力され
る電流曲線をこのメモリセルのプログラム状態の関数と
して表したグラフである。 第3図は、同じ曲線と、可能な4つのプログラムレベル
によって定義された2ビツトの情報を単一のメモリセル
に記憶させる方法の概略図である。 第4図は、3つの主要基準レベルと5つの中間基準レベ
ルを有する電流曲線のグラフである。 第5図は、本発明のメモリの動作のフローチャートであ
る。 第6図は、本発明のメモリの実施例の回路図である。 (主な参照符号) C・・列導体、 COMP、COMP i SCOMP iA・・比較器
、CPCi・・追加プログラム制御用論理回路、DEC
・・列デコーダ、 DEL・・行レコーダ、L・・行導
体、 PROG・・プログラム回路、 RSS、SL、S2・・出力端子、 SR,SRi、5RiA・・電流源、
Claims (3)
- (1)読み出しモードにおいて、記憶されているデータ
の読み出しをメモリセルのプログラム状態に応じた電流
または電圧と基準値との間の比較によって実行する電気
的にプログラム可能なメモリであって、このメモリは、
読み出しモードにおいて動作して電流または電圧を1つ
のシーケンスの(n−1)個(nは3以上)の主要基準
値と比較し、その結果からメモリセルの状態がn個の可
能な状態の中のどれであるかを決定するための複数の比
較回路を備え、このメモリはさらに、メモリセルからの
電流または電圧を中間基準値と比較するための複数の比
較回路を備え、その各中間基準値は、上記シーケンスの
中の連続した第1と第2の主要基準値の間に位置し、こ
のメモリは、上記比較回路の出力を受けて、電流または
電圧が1つの主要基準値とそのあとに続く中間基準値の
間にある場合にはテストされているメモリセルの追加プ
ログラム操作を実行し、測定された電流または電圧が上
記中間基準値と第2の主要基準値の間の所定の閾値に到
達したときにこの追加プログラム操作を停止させるため
の制御用論理回路をさらに備えることを特徴とするメモ
リ。 - (2)上記所定の閾値が上記中間基準値であることを特
徴とする請求項1に記載のメモリ。 - (3)上記所定の閾値が、上記第1の中間基準値と上記
第2の主要基準値の間の値の第2の中間値であることを
特徴とする請求項1に記載のメモリ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8805511 | 1988-04-26 | ||
FR8805511A FR2630573B1 (fr) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Memoire programmable electriquement avec plusieurs bits d'information par cellule |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0215497A true JPH0215497A (ja) | 1990-01-19 |
JP3101697B2 JP3101697B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=9365679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10714189A Expired - Lifetime JP3101697B2 (ja) | 1988-04-26 | 1989-04-26 | 1つのメモリセルに複数のデータビットを有する電気的にプログラム可能なメモリ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4964079A (ja) |
EP (1) | EP0340107B1 (ja) |
JP (1) | JP3101697B2 (ja) |
KR (1) | KR890016574A (ja) |
DE (1) | DE68910374T2 (ja) |
FR (1) | FR2630573B1 (ja) |
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