JPH06223587A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

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JPH06223587A
JPH06223587A JP1273593A JP1273593A JPH06223587A JP H06223587 A JPH06223587 A JP H06223587A JP 1273593 A JP1273593 A JP 1273593A JP 1273593 A JP1273593 A JP 1273593A JP H06223587 A JPH06223587 A JP H06223587A
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JP
Japan
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dummy cell
electrons
memory device
semiconductor memory
memory cell
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JP1273593A
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English (en)
Inventor
Hironori Banba
博則 番場
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ダミーセルの閾値調整を短時間で行うことがで
き、かつ書き替え回数を多くしてもダミーセルの閾値が
変動しないようにすることを目的とする。 【構成】浮遊ゲートを有し、この浮遊ゲートに蓄えられ
た電子の量に応じてデータを記憶する複数個のメモリセ
ルが配列されたメモリセルアレイと、メモリセルに記憶
されたデータの検出を行う差動型センスアンプと、メモ
リセルの記憶データ検出の際に用いられる基準電位を発
生するためのダミーセルと、上記ダミーセルの浮遊ゲー
トに蓄えられた電子を放出させると共に電子の放出後に
電子をアバランシェホットキャリア注入させることによ
ってダミーセルの閾値を調整するテスト回路とを具備し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は不揮発性半導体記憶装
置に係り、特に電気的にデータを書き込み、このデータ
を一括あるいはブロック単位で消去可能なEEPROM
に関する。
【0002】
【従来の技術】電気的にデータを書き込み、このデータ
を一括あるいはブロック単位で消去可能なEEPROM
(以下、フラッシュEEPROMと称する)における代
表的なデータ読み出し回路の構成を図3に示す。
【0003】浮遊ゲート及び制御ゲートを有する不揮発
性トランジスタからなるメモリセル11はビット線12に接
続されている。このビット線12と電源電圧VCCの印加点
との間にはメモリセル選択用のトランジスタ13と負荷用
のトランジスタ14が直列に接続されている。また、15は
差動型センスアンプであり、その一方の入力ノード16と
上記両トランジスタ13、14の直列接続点との間には電位
分離用のトランジスタ17が接続されている。上記両トラ
ンジスタ14、17のゲートにはバイアス回路18で発生され
る電源電圧VCCよりも低い電圧が供給され、これにより
ビット線12の電位振幅がある幅に制限される。さらに上
記入力ノード16と電源電圧VCCの印加点との間には負荷
用のPチャネルのトランジスタ19が接続されており、あ
る振幅に制限されたビット線電位がセンスアンプ15の入
力ノード16で再び拡大される。
【0004】20は上記センスアンプ15において、上記メ
モリセル11からの読み出しデータを検出する際に他方の
入力ノード21に供給される基準電位を発生する基準電位
発生回路である。この基準電位発生回路20は、回路条件
をメモリセル側と同じにするために、メモリセル11と同
様の構成のダミーセル22、選択用のトランジスタ13と同
様の構成のトランジスタ23、負荷用のトランジスタ14、
19と同様の構成のトランジスタ24、25及びノード分離用
のトランジスタ17と同様の構成のトランジスタ26で構成
されている。そして、この基準電位発生回路20内のダミ
ーセル22とトランジスタ23のゲートには電源電圧VCCが
常時供給され、トランジスタ24、25のゲートには上記バ
イアス回路18の出力が供給される。なお、特にチャネル
型を指定していないトランジスタは全てNチャネルのも
のである。
【0005】このダミーセルを用いたデータ読み出し回
路は、本体側のメモリセルとダミーセルとが同一形状の
トランジスタを使用するため、加工マージンが広いとい
う特長を有する。また、データの読み出し時に、メモリ
セルとダミーセルのゲートには同じ電圧VCCが加わるの
で、電源電圧と書き込み量のマージンが広がるという特
長がある。そして、差動型センスアンプの感度は、メモ
リセル側とダミーセル側の負荷用のトランジスタ14、24
の素子寸法の比とダミーセルの閾値とで決定される。
【0006】ところで、EPROMの場合、ダミーセル
はUV消去(紫外線照射による消去)後の状態で使用さ
れる。一方、フラッシュEEPROMの場合、ダミーセ
ルはUV消去後の状態、あるいは本体メモリセルと同様
に電気的消去後の状態で使用される。そして、このダミ
ーセルの電気的消去後による閾値の調整は製品の出荷前
に必ず行われ、その後は行われることがない。
【0007】フラッシュEEPROMでは、電気的消去
後のメモリセルの閾値をUV消去後の閾値とは関係なく
設定できる。そのため、閾値制御のためのチャネルイン
プラ量を多くすることができる。チャネルインプラ量を
多くすると、UV消去後の閾値は上昇してしまうが、書
き込み時のホットキャリアが増加し、書き込み特性は向
上する。
【0008】しかし、チャネルインプラ量を多くして、
UV消去後の閾値が上昇した場合、ダミーセルをUV消
去後の状態で使用しようとすると、データの読み出し時
に電源電圧のマージンが小さくなるため、この状態では
使用できない。従って、この場合はダミーセルに対し電
気的消去による閾値調整を行う。この電気的消去による
閾値調整は、始めに、ダミーセルの閾値が所望の値より
も低ければ書き込みを行う。その後、ダミーセルに対し
て電気的消去と所望の閾値が得られているかどうかを調
べるベリファイを繰り返し行い、ベリファイをパスした
時点で閾値調整を終了させる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ダミーセル
の閾値はセンスアンプの感度や電源電圧のマージンに大
きな影響を与えるために重要である。従ってダミーセル
の閾値を電気的消去により調整する時、精度良く行なお
うとするとすれば、1回当たりの消去時間を短くする
か、消去するための電圧を下げてベリファイ回数を増す
ことが考えられる。このベリファイは一般に、テスト回
路によって、ダミーセルのゲートとドレインに任意の電
圧を与え、ドレインに流れる電流をモニタすることによ
り行われる。そして、電流値の測定には、普通、テスト
回路で数mS程度の時間を必要とする。
【0010】一方、ダミーセルで注意しなければならな
いのはソフトライトの問題である。このソフトライトと
いうのは、読み出し状態で少しづつ書き込みが行われる
ことである。このソフトライトに対しては通常、10年
を保障しなければならない。ソフトライトに対して最も
厳しい状態はプログラムベリファイ時である。このプロ
グラムベリファイでは、書き込み量を保障するため、メ
モリセルとダミーセルのゲートには通常の読み出し電圧
よりも高い電圧、例えば7Vが加わる。フラッシュEE
PROMの場合、データの書き替え回数が104 回ない
し105 回保障されていることが多く、ダミーセルに高
い電圧が加わっているプログラムベリファイの状態がE
PROMの場合に比べて極めて長い。また、フラッシュ
EEPROMは第1ゲート酸化膜(チャネルと浮遊ゲー
トとの間のゲート酸化膜)がかなり薄くされているた
め、ゲート(制御ゲート)に高い電圧がかかるとEPR
OMに比べて誤書き込みが起こる確率が高くなるという
問題がある。
【0011】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、ダミーセルの閾値調整
を短時間で行うことができる不揮発性半導体記憶装置を
提供することにある。さらにこの発明の他の目的は、書
き替え回数を多くしてもダミーセルの閾値が変動しない
不揮発性半導体記憶装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明の不揮発性半導
体記憶装置は、電荷蓄積部を有し、この電荷蓄積部に蓄
えられた電子の量に応じてデータを記憶する複数個のメ
モリセルが配列されたメモリセルアレイと、上記メモリ
セルアレイ内の選択されたメモリセルに記憶されたデー
タの検出を行う差動増幅器と、上記メモリセルと同様の
電荷蓄積部を有し、上記差動増幅器で上記メモリセルの
記憶データ検出の際に用いられる基準電位を発生するた
めのダミーセルと、上記ダミーセルの電荷蓄積部に蓄え
られた電子を放出させると共に電子の放出後に電子また
は正孔をアバランシェホットキャリア注入させることに
よってダミーセルの閾値を調整する閾値調整手段とを具
備している。
【0013】
【作用】ダミーセルの電荷蓄積部に蓄えられた電子を放
出させた後にに電子または正孔をアバランシェホットキ
ャリア注入させることによってダミーセルの閾値を調整
する。この閾値調整は製品の出荷前、実際の使用時に自
動的に行われる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。
【0015】図1はこの発明の不揮発性半導体記憶装置
の一実施例に係る一部の構成を示すブロックである。こ
の実施例の不揮発性半導体記憶装置では、前記図3中の
メモリセル11が複数個設けられている。これら複数個の
メモリセルは行列状に配置されてメモリセルアレイが構
成される。また、前記図3中のダミーセル22も複数個設
けられており、これらは図1にダミーセル部31として示
されている。
【0016】また、図1において、32は上記ダミーセル
部31内の各ダミーセルに対する閾値調整を行う際の動作
モード選択を行うためのモードセレクト回路である。こ
のモードセレクト回路32は、ユーザに非公開の特殊なテ
スト信号が与えられると閾値調整を行う動作モードを選
択し、信号S1を出力する。この信号S1を受けて、消
去動作制御部33がまず始めに信号S2を出力する。この
信号S2を受けて、F−N(ファラー・ノルトハイム:
Fowler Nordheim )トンネル消去制御回路34が動作し、
ダミーセル部31内のダミーセルに対し各種信号もしくは
電圧が与えられて、ダミーセルのF−Nトンネル消去が
行われる。F−Nトンネル消去制御回路34による消去動
作が終了した後、消去動作制御部33は信号S3を出力す
る。この信号S3を受けて、アバランシェホットキャリ
ア注入制御回路35が動作し、消去が行われた上記ダミー
セル部31内のダミーセルに対し各種信号もしくは電圧が
与えられて、ダミーセルの浮遊ゲートに対してアバラン
シェホットキャリア注入が行われ、消去後の閾値調整が
行われる。
【0017】また、メモリセルに対するデータの書き込
みまたは消去時に、アバランシェホットキャリア注入に
よる閾値調整を行えば、書き替えの度にダミーセルの閾
値は更新される。
【0018】さらに、書き込みまたは消去時に内部で発
生される電圧は、ダミーセルのアバランシェホットキャ
リア注入を行わせるに際の電圧として使用することがで
きる。
【0019】従来の電気的消去によるダミーセルの閾値
調整では多くのベリファイ回数を必要とし、長い時間が
費やされかつ複雑なシーケンスを要していた。しかし、
上記実施例によればダミーセルの閾値調整をベリファイ
なしで行うことができるので、短時間でしかも単純なシ
ーケンスで行うことができる。さらに上記実施例によれ
ば、各種の障害によりダミーセルの閾値が多少変動して
も、使用中に自動的に閾値調整を行わせることもできる
ので、ダミーセルの閾値の変動をほとんどなくすことが
できる。ここで、本体メモリセル側にもアバランシェホ
ットホール注入による閾値が自己収束する消去方法を採
用した場合、ダミーセルの閾値はメモリセルの消去後の
閾値とほぼ同じ値になり、センスアンプにとっては望ま
しい。次に閾値調整を行う際のモードセレクト回路32に
おける動作モード選択方法について説明する。
【0020】一般に半導体記憶装置には様々なテストモ
ードがあり、普通、三値制御という方法を用いて外部か
らテスト信号を与えている。この三値制御というのは、
H、Lレベルの他にHレベルよりもさらに高いHHレベ
ルという信号を与えることによって、1つの外部ピンに
三つの値を持たせるものである。そして、テスト時にH
Hレベルを与えることによってテストモードを設定する
ことができる。
【0021】従来では入力ピンに高電圧を加えてテスト
モードを設定している。しかし、テスト項目が増えるに
従って、三値入力で使用するピンが不足し始めている。
そこで、三値入力にアドレスピンを使用するようになっ
てきた。ところが、テスト用にアドレスピンを使用する
と、アドレス入力のためにアドレスピンが使用できなく
なってしまう。また、かなりのテスト回路が12V等の
高電圧を発生させるために電源ユニットを使用している
ので、テスト信号を時間と共に切り替えることはできな
い。
【0022】そこで、この実施例では三値制御とデータ
入出力ピンの全部もしくは一部を利用して上記モードセ
レクト回路32にテスト信号を与えるようにしている。以
下、その具体例について説明する。
【0023】図2は上記実施例に係る不揮発性半導体記
憶装置の全体の構成を示すブロック図であり、複数個の
メモリセルからなるメモリセルアレイ41、このメモリセ
ルアレイ41内のメモリセルを選択するためのカラムデコ
ーダ42、カラムゲート回路43及びロウデコーダ44、例え
ば20ビットのアドレスA0 〜A19が供給されるアドレ
スバッファ45、例えば16ビットのデータD0 〜D15の
入出力制御を行い、前記センスアンプを含むI/Oバッ
ファ46、アウトプットイネーブル信号/OEやチップイ
ネーブル信号/CE等が供給されるコントロール回路4
7、前記図1中のモードセレクト回路32、消去動作制御
部33、F−Nトンネル消去制御回路34及びアバランシェ
ホットキャリア注入制御回路35で構成されているテスト
回路48と、前記ダミーセル部31とから構成されている。
【0024】このような構成において、例えばアウトプ
ットイネーブル信号(/OE)用のピンにHレベルより
もさらに高い高電圧を供給すると、コントロール回路47
により、データD0 〜D15の入出力のために使用される
16本のピンのうちD0 〜D7 の8本が本来のI/Oピ
ンとして使用され、D8 〜D15からなる残り8本がテス
ト信号入力用のピンとして使用される。
【0025】すなわち、この場合にはD8 〜D15の8本
のピンに通常のHもしくはLレベルの信号の組み合わせ
を入力することにより、テスト回路48において、図1を
用いて説明したようなダミーセルの閾値調整を行う動作
モードが選択され、実行される。この場合、動作モード
選択のために高電圧を使用しないので、テスト信号を時
間と共に切り替えることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ダミーセルの閾値調整を短時間で行うことができ、かつ
書き替え回数を多くしてもダミーセルの閾値が変動しな
い不揮発性半導体記憶装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の不揮発性半導体記憶装置の一実施例
の一部の構成を示すブロック。
【図2】上記実施例の全体の構成を示すブロック図。
【図3】EEPROMのデータ読み出し回路の回路図。
【符号の説明】
11…メモリセル、22…ダミーセル、31…ダミーセル部、
32…モードセレクト回路、33…消去動作制御部、34…F
−Nトンネル消去制御回路、35…アバランシェホットキ
ャリア注入制御回路、41…メモリセルアレイ、48…テス
ト回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電荷蓄積部を有し、この電荷蓄積部に蓄
    えられた電子の量に応じてデータを記憶する複数個のメ
    モリセルが配列されたメモリセルアレイと、 上記メモリセルアレイ内の選択されたメモリセルに記憶
    されたデータの検出を行う差動増幅器と、 上記メモリセルと同様の電荷蓄積部を有し、上記差動増
    幅器で上記メモリセルの記憶データ検出の際に用いられ
    る基準電位を発生するためのダミーセルと、 上記ダミーセルの電荷蓄積部に蓄えられた電子を放出さ
    せると共に電子の放出後に電子または正孔をアバランシ
    ェホットキャリア注入させることによってダミーセルの
    閾値を調整する閾値調整手段とを具備したことを特徴と
    する不揮発性半導体記憶装置。項1に記載の不揮発性半
    導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記閾値調整手段による前記ダミーセル
    の電荷蓄積部への電子または正孔の注入が不揮発性半導
    体記憶装置に対するデータの消去動作中に行われること
    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。
  3. 【請求項3】 前記閾値調整手段による前記ダミーセル
    の電荷蓄積部への電子または正孔の注入が不揮発性半導
    体記憶装置に対するデータの書き込み動作中に行われる
    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。
  4. 【請求項4】 データ入出力ピンの全部もしくは一部に
    テスト信号を与えることにより前記閾値調整手段の動作
    が可能にされる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。
JP1273593A 1993-01-28 1993-01-28 不揮発性半導体記憶装置 Pending JPH06223587A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997016830A1 (en) * 1995-11-01 1997-05-09 Advanced Micro Devices, Inc. Temperature compensated reference for overerase correction circuitry in a flash memory
US6788602B2 (en) * 2002-08-09 2004-09-07 Macronix International Co., Ltd. Memory device and operation thereof
US9030877B2 (en) 2007-08-30 2015-05-12 Infineon Technologies Ag Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997016830A1 (en) * 1995-11-01 1997-05-09 Advanced Micro Devices, Inc. Temperature compensated reference for overerase correction circuitry in a flash memory
US6788602B2 (en) * 2002-08-09 2004-09-07 Macronix International Co., Ltd. Memory device and operation thereof
US9030877B2 (en) 2007-08-30 2015-05-12 Infineon Technologies Ag Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device

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