JPH06251594A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH06251594A JPH06251594A JP4091093A JP4091093A JPH06251594A JP H06251594 A JPH06251594 A JP H06251594A JP 4091093 A JP4091093 A JP 4091093A JP 4091093 A JP4091093 A JP 4091093A JP H06251594 A JPH06251594 A JP H06251594A
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- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 40
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チップサイズの小さなフラッシュEEPRO
Mを提供すると共に、メモリセルの閾値電圧に対するば
らつきの統一を容易にする。 【構成】 スタック型メモリセルトランジスタ(TM)
201 ,202 の消去を行う場合、選択された行ライン
WL1 にはGNDが、非選択の行ラインWL2 〜WLx
にはVccが印加される。選択された行ライン選択信号
Y1 にはGNDが、非選択の列ライン選択信号Y2 〜Y
x にはVccが、選択された反転列ライン選択信号Y1
/には高電位Vppが、非選択の反転列ライン選択信号
Y2 /〜Yx /にはGNDが、それぞれ印加される。こ
れにより、選択された列ラインGL1 は、可変電圧源4
2の出力のVppへ遷移し、非選択の列ラインGL2 ,
…は可変電圧源41の出力のGNDへ遷移する。従っ
て、TM201 ,202 のみ、ゲート・ソース間電位差
が−Vppとなり、消去が行われる。
Mを提供すると共に、メモリセルの閾値電圧に対するば
らつきの統一を容易にする。 【構成】 スタック型メモリセルトランジスタ(TM)
201 ,202 の消去を行う場合、選択された行ライン
WL1 にはGNDが、非選択の行ラインWL2 〜WLx
にはVccが印加される。選択された行ライン選択信号
Y1 にはGNDが、非選択の列ライン選択信号Y2 〜Y
x にはVccが、選択された反転列ライン選択信号Y1
/には高電位Vppが、非選択の反転列ライン選択信号
Y2 /〜Yx /にはGNDが、それぞれ印加される。こ
れにより、選択された列ラインGL1 は、可変電圧源4
2の出力のVppへ遷移し、非選択の列ラインGL2 ,
…は可変電圧源41の出力のGNDへ遷移する。従っ
て、TM201 ,202 のみ、ゲート・ソース間電位差
が−Vppとなり、消去が行われる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、浮遊ゲートと制御ゲー
トの2層ゲート電極構造を有するEPROM(Erasable
Programmable ROM )とほぼ同じ形の1トランジスタ型
メモリセルで構成されたメモリセルマトリクスを有し、
バイト単位での情報の消去が可能な半導体記憶装置(フ
ラッシュメモリ)に関するものである。
トの2層ゲート電極構造を有するEPROM(Erasable
Programmable ROM )とほぼ同じ形の1トランジスタ型
メモリセルで構成されたメモリセルマトリクスを有し、
バイト単位での情報の消去が可能な半導体記憶装置(フ
ラッシュメモリ)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献;特開平4−30469号公報 図2(A),(B)は、前記文献等に記載された従来の
フラッシュメモリにおけるメモリセルの動作原理図であ
る。このフラッシュメモリのメモリセルは、EPROM
とほぼ同じ1トランジスタ型セルであり、スタック型構
造をしている。即ち、例えばP型基板1内にはソース2
とドレイン3が形成され、そのソース2とドレイン3間
上には、トンネル酸化膜4を介して浮遊ゲート5が形成
されている。浮遊ゲート5上には、層間酸化膜6を介し
て制御ゲート7が形成されている。なお、図2中のVs
はソース2に印加されるソース電位、Vdはドレイン3
に印加されるドレイン電位、及びVgは制御ゲート7に
印加されるゲート電位、i1は書込み電流、i2はリー
ク電流、eは電子(ホットエレクトロン)である。この
スタック型メモリセルでは、浮遊ゲート5に保持された
電子eの有無を記憶情報の“0”と“1”に対応させ
る。EPROMの紫外線消去に代わって電気的消去を可
能にするために、1層目のトンネル酸化膜4の膜厚を例
えば10nm前後に薄くしている点に特徴がある。書込
み及び消去動作で発生する基板電流を吸収するため、該
メモリセルはP型基板1上に形成されている。
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献;特開平4−30469号公報 図2(A),(B)は、前記文献等に記載された従来の
フラッシュメモリにおけるメモリセルの動作原理図であ
る。このフラッシュメモリのメモリセルは、EPROM
とほぼ同じ1トランジスタ型セルであり、スタック型構
造をしている。即ち、例えばP型基板1内にはソース2
とドレイン3が形成され、そのソース2とドレイン3間
上には、トンネル酸化膜4を介して浮遊ゲート5が形成
されている。浮遊ゲート5上には、層間酸化膜6を介し
て制御ゲート7が形成されている。なお、図2中のVs
はソース2に印加されるソース電位、Vdはドレイン3
に印加されるドレイン電位、及びVgは制御ゲート7に
印加されるゲート電位、i1は書込み電流、i2はリー
ク電流、eは電子(ホットエレクトロン)である。この
スタック型メモリセルでは、浮遊ゲート5に保持された
電子eの有無を記憶情報の“0”と“1”に対応させ
る。EPROMの紫外線消去に代わって電気的消去を可
能にするために、1層目のトンネル酸化膜4の膜厚を例
えば10nm前後に薄くしている点に特徴がある。書込
み及び消去動作で発生する基板電流を吸収するため、該
メモリセルはP型基板1上に形成されている。
【0003】次に、図2のメモリセルの書込み、消去、
及び読出しの動作原理を説明する。書込みの場合、図2
(A)に示すように、EPROMと同様、制御ゲート7
及びドレイン3に高電位のゲート電位Vg=12V、及
びドレイン電位Vd=6Vをそれぞれ印加すると共に、
ソース電位VsをGND(=0V)にする。すると、ド
レイン3からソース2へ、書込み電流i1が流れ、ドレ
イン接合付近で発生した電子(ホットエレクトロン)e
が浮遊ゲート5に注入される。浮遊ゲート5に電子eが
蓄積されると、制御ゲート7から見た閾値電圧VT が高
くなる(“0”状態)。
及び読出しの動作原理を説明する。書込みの場合、図2
(A)に示すように、EPROMと同様、制御ゲート7
及びドレイン3に高電位のゲート電位Vg=12V、及
びドレイン電位Vd=6Vをそれぞれ印加すると共に、
ソース電位VsをGND(=0V)にする。すると、ド
レイン3からソース2へ、書込み電流i1が流れ、ドレ
イン接合付近で発生した電子(ホットエレクトロン)e
が浮遊ゲート5に注入される。浮遊ゲート5に電子eが
蓄積されると、制御ゲート7から見た閾値電圧VT が高
くなる(“0”状態)。
【0004】消去動作の場合、図2(B)に示すよう
に、ソース2に高電位のソース電位Vs=12Vを印加
し、制御ゲート7をGNDにする。すると、ソース2か
ら基板1へリーク電流i2が流れ、浮遊ゲート5内の電
子eがトンネル現象によってソース2へ引き抜かれる。
電子eが浮遊ゲート5から引き抜かれると、制御ゲート
7から見た閾値電圧VT は低くなる(“1”状態)。読
出しの場合、制御ゲート7にゲート電位Vg=電源電位
Vcc(=5V)を印加し、ドレイン3に1V程度を印
加する。このとき流れるドレイン電流の大小を記憶情報
の“1”と“0”に対応させることができる。
に、ソース2に高電位のソース電位Vs=12Vを印加
し、制御ゲート7をGNDにする。すると、ソース2か
ら基板1へリーク電流i2が流れ、浮遊ゲート5内の電
子eがトンネル現象によってソース2へ引き抜かれる。
電子eが浮遊ゲート5から引き抜かれると、制御ゲート
7から見た閾値電圧VT は低くなる(“1”状態)。読
出しの場合、制御ゲート7にゲート電位Vg=電源電位
Vcc(=5V)を印加し、ドレイン3に1V程度を印
加する。このとき流れるドレイン電流の大小を記憶情報
の“1”と“0”に対応させることができる。
【0005】この種のフラッシュメモリの電気的消去で
は、EPROMの紫外線消去の場合と異なり、消去を過
度に行うと、閾値電圧VT が下がり続け、遂には負の閾
値電圧VT を有するディプリートセルが発生する。スタ
ック型メモリセルは、EEPROM(Electrically Era
sable Programmable ROM)のように選択トランジスタを
持たない1トランジスタ型のため、ディプリートセルは
非選択リークを引き起こし、正常な読出し動作を不可能
にする。そのため、複数のメモリセルを一括消去する場
合、その消去後の閾値電圧VT が負にならないように過
剰消去を防止する回路を設ける必要がある。従来、この
種のフラッシュメモリでは、分割消去が困難であった
が、前記文献の技術では、バイト単位のデータ消去を可
能とする回路構成が提案されており、その概略の回路図
を図3に示す。
は、EPROMの紫外線消去の場合と異なり、消去を過
度に行うと、閾値電圧VT が下がり続け、遂には負の閾
値電圧VT を有するディプリートセルが発生する。スタ
ック型メモリセルは、EEPROM(Electrically Era
sable Programmable ROM)のように選択トランジスタを
持たない1トランジスタ型のため、ディプリートセルは
非選択リークを引き起こし、正常な読出し動作を不可能
にする。そのため、複数のメモリセルを一括消去する場
合、その消去後の閾値電圧VT が負にならないように過
剰消去を防止する回路を設ける必要がある。従来、この
種のフラッシュメモリでは、分割消去が困難であった
が、前記文献の技術では、バイト単位のデータ消去を可
能とする回路構成が提案されており、その概略の回路図
を図3に示す。
【0006】図3の半導体記憶装置(フラッシュメモ
リ)では、同一のワードラインWL上に存在する複数の
メモリセルトランジスタ(以下、TMという)10を有
している。これらの各TM10は、図2に示すような構
造である。これらの複数のTM10のソースSは、n個
(n≧1)毎に共通接続され、その接続点がスイッチ1
11 〜11x の一端にそれぞれ接続されている。各スイ
ッチ111 〜11x は、外部からの対応するコントロー
ル信号C1 〜Cx によってオン,オフ動作するスイッチ
であり、それらの他端に、プログラム用電位Vp(例え
ば、12.5V)が印加されるようになっている。
リ)では、同一のワードラインWL上に存在する複数の
メモリセルトランジスタ(以下、TMという)10を有
している。これらの各TM10は、図2に示すような構
造である。これらの複数のTM10のソースSは、n個
(n≧1)毎に共通接続され、その接続点がスイッチ1
11 〜11x の一端にそれぞれ接続されている。各スイ
ッチ111 〜11x は、外部からの対応するコントロー
ル信号C1 〜Cx によってオン,オフ動作するスイッチ
であり、それらの他端に、プログラム用電位Vp(例え
ば、12.5V)が印加されるようになっている。
【0007】次に、図3の半導体記憶装置におけるバイ
ト単位の消去動作を説明する。外部からコントロール信
号C1 〜Cx が入力されると、対応するスイッチ111
〜11x がオン状態となる。例えば、コントロール信号
C1 が入力されると、スイッチ111 がオン状態とな
る。すると、プログラム用電位Vpが、スイッチ111
を介してそれに接続されたn個のTM10のソースSに
同時に印加される。これにより、当該n個のTM10の
記憶情報が消去される。従って、1バイト当りn個のT
M10で構成すれば、バイト単位の情報の消去を行うこ
とが可能となる。
ト単位の消去動作を説明する。外部からコントロール信
号C1 〜Cx が入力されると、対応するスイッチ111
〜11x がオン状態となる。例えば、コントロール信号
C1 が入力されると、スイッチ111 がオン状態とな
る。すると、プログラム用電位Vpが、スイッチ111
を介してそれに接続されたn個のTM10のソースSに
同時に印加される。これにより、当該n個のTM10の
記憶情報が消去される。従って、1バイト当りn個のT
M10で構成すれば、バイト単位の情報の消去を行うこ
とが可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のフラッシュメモリでは、バイト単位での消去を可能
とするために、1バイト毎に1つのスイッチ111 ,…
が必要となり、チップサイズが増加するという問題があ
った。又、フラッシュメモリを一括消去した場合、過剰
消去が問題となるのでその防止回路を設ける必要がある
が、このような過剰消去が生じると、複数のTM10の
閾値電圧VT がばらつく。このようなばらつきは、バイ
ト単位で制御することが困難であり、それによって該閾
値電圧VTの統一が難しいという問題があった。本発明
は、前記従来技術が持っていた課題として、バイト単位
の消去を行うためにスイッチを設けなければならず、そ
れによってチップサイズが増加するという点と、過剰消
去においてメモリセルの閾値電圧VT の統一が難しいと
いう点について解決した、バイト単位での消去可能な半
導体記憶装置を提供するものである。
成のフラッシュメモリでは、バイト単位での消去を可能
とするために、1バイト毎に1つのスイッチ111 ,…
が必要となり、チップサイズが増加するという問題があ
った。又、フラッシュメモリを一括消去した場合、過剰
消去が問題となるのでその防止回路を設ける必要がある
が、このような過剰消去が生じると、複数のTM10の
閾値電圧VT がばらつく。このようなばらつきは、バイ
ト単位で制御することが困難であり、それによって該閾
値電圧VTの統一が難しいという問題があった。本発明
は、前記従来技術が持っていた課題として、バイト単位
の消去を行うためにスイッチを設けなければならず、そ
れによってチップサイズが増加するという点と、過剰消
去においてメモリセルの閾値電圧VT の統一が難しいと
いう点について解決した、バイト単位での消去可能な半
導体記憶装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、ソース、ドレイン及び制御ゲートを持つ
電気的に書込み及び消去可能なTMが、マトリクス状に
配列された半導体記憶装置において、前記各行のTMの
制御ゲートにそれぞれ共通接続され、それらの制御ゲー
トに選択的に、所定の読出し電位、書込み電位又は消去
電位を印加する複数本の行ラインと、前記同一の行ライ
ンで選択される一対のTMの共通ソースにそれぞれ共通
接続された複数本の列ラインと、前記列ラインに対して
交互に配列され、前記一対のTMの各ドレインにそれぞ
れ共通接続された複数本のビットラインとを、備えてい
る。
決するために、ソース、ドレイン及び制御ゲートを持つ
電気的に書込み及び消去可能なTMが、マトリクス状に
配列された半導体記憶装置において、前記各行のTMの
制御ゲートにそれぞれ共通接続され、それらの制御ゲー
トに選択的に、所定の読出し電位、書込み電位又は消去
電位を印加する複数本の行ラインと、前記同一の行ライ
ンで選択される一対のTMの共通ソースにそれぞれ共通
接続された複数本の列ラインと、前記列ラインに対して
交互に配列され、前記一対のTMの各ドレインにそれぞ
れ共通接続された複数本のビットラインとを、備えてい
る。
【0010】さらに、所定の読出し電位、書込み電位又
は消去電位を第1の出力端子から出力する第1の可変電
圧源と、前記第1の可変電圧源の出力電位とは異なる電
位の読出し電位、書込み電位又は消去電位を第2の出力
端子から出力する第2の可変電圧源と、前記各列ライン
と該列ラインに隣接する前記2本のビットラインとを同
時に選択して、該列ラインの一端を前記第1の出力端子
に接続すると共に、該2本のビットラインの一端を少な
くとも2本のデータバスにそれぞれ接続する複数個の第
1のスイッチ手段と、前記各列ラインを選択して該列ラ
インの他端を前記第2の出力端子に接続する複数個の第
2のスイッチ手段とが、設けられている。
は消去電位を第1の出力端子から出力する第1の可変電
圧源と、前記第1の可変電圧源の出力電位とは異なる電
位の読出し電位、書込み電位又は消去電位を第2の出力
端子から出力する第2の可変電圧源と、前記各列ライン
と該列ラインに隣接する前記2本のビットラインとを同
時に選択して、該列ラインの一端を前記第1の出力端子
に接続すると共に、該2本のビットラインの一端を少な
くとも2本のデータバスにそれぞれ接続する複数個の第
1のスイッチ手段と、前記各列ラインを選択して該列ラ
インの他端を前記第2の出力端子に接続する複数個の第
2のスイッチ手段とが、設けられている。
【0011】
【作用】本発明によれば、以上のように半導体記憶装置
を構成したので、行ラインに所定の電位を印加すると共
に、第1,第2の可変電圧源の出力を第1,第2のスイ
ッチ手段を介して列ラインに印加することにより、TM
の書込み、消去あるいは読出しが行える。特に、TMの
制御ゲートに接続された行ラインを選択すると共に、そ
のソースに接続された列ラインに対して第1,第2の可
変電圧源でバイアスして消去が行えるので、従来のよう
な一括消去のためのスイッチが不要となる。さらに、メ
モリセルマトリクス内での各TMの閾値電圧VT のばら
つきに対してバイト単位で制御が行える。従って、前記
課題を解決できるのである。
を構成したので、行ラインに所定の電位を印加すると共
に、第1,第2の可変電圧源の出力を第1,第2のスイ
ッチ手段を介して列ラインに印加することにより、TM
の書込み、消去あるいは読出しが行える。特に、TMの
制御ゲートに接続された行ラインを選択すると共に、そ
のソースに接続された列ラインに対して第1,第2の可
変電圧源でバイアスして消去が行えるので、従来のよう
な一括消去のためのスイッチが不要となる。さらに、メ
モリセルマトリクス内での各TMの閾値電圧VT のばら
つきに対してバイト単位で制御が行える。従って、前記
課題を解決できるのである。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す半導体記憶
装置(フラッシュメモリ)の回路図である。このフラッ
シュメモリは、例えば従来の図2と同様のスタック型の
TM201,202 ,203 ,204 ,…を有し、それ
らが行方向と列方向にマトリクス状に配列されてメモリ
セルマトリクスが構成されている。即ち、このメモリセ
ルマトリクスでは、横方向に複数本のワードライン(行
ライン)WL1 ,WL2 ,…,WLx が配列され、それ
と直交する縦方向には複数本の列ラインGL1 ,G
L2 ,…,GLx とビットラインBL1 ,BL12,BL
2 ,…,BLwx,BLx が配列されている。各列ライン
GL1 ,GL2 ,…,GLx と各ビットラインBL1 ,
BL12,BL2 ,…,BLwx,BLx とは、交互に配列
されている。各列ラインGL1 ,GL2 ,…,GLx と
各ビットラインBL1 ,BL12,BL2 ,…,BLwx,
BLx との間には、各TM201 ,202,203 ,2
04 ,…がそれぞれ配置され、その各TM201 ,20
2 ,203,204 ,…のソースSが、各列ラインGL
1 ,GL2 ,…,GLx に、ドレインDが、各ビットラ
インBL1 ,BL12,BL2 ,…,BLwx,BLx にそ
れぞれ接続されている。これら複数個のTM201 ,2
02 ,203 ,204 ,…の制御ゲートCGは、ワード
ラインWL1 ,WK2 ,…,WLx に接続されて選択的
に駆動されるようになっている。例えば、列ラインGL
1 には、同じワードラインWL1 で選択される1対のT
M201 ,202 のソースSが共通接続され、その各T
M201 ,202 のドレインDが、該列ラインGL1 に
隣接する2本のビットラインBL1 ,BL12にそれぞれ
接続されている。そのため、1本の列ラインGL1 を選
択することで、1対のTM201 ,202 ,…を同時に
選択できるようになっている。
装置(フラッシュメモリ)の回路図である。このフラッ
シュメモリは、例えば従来の図2と同様のスタック型の
TM201,202 ,203 ,204 ,…を有し、それ
らが行方向と列方向にマトリクス状に配列されてメモリ
セルマトリクスが構成されている。即ち、このメモリセ
ルマトリクスでは、横方向に複数本のワードライン(行
ライン)WL1 ,WL2 ,…,WLx が配列され、それ
と直交する縦方向には複数本の列ラインGL1 ,G
L2 ,…,GLx とビットラインBL1 ,BL12,BL
2 ,…,BLwx,BLx が配列されている。各列ライン
GL1 ,GL2 ,…,GLx と各ビットラインBL1 ,
BL12,BL2 ,…,BLwx,BLx とは、交互に配列
されている。各列ラインGL1 ,GL2 ,…,GLx と
各ビットラインBL1 ,BL12,BL2 ,…,BLwx,
BLx との間には、各TM201 ,202,203 ,2
04 ,…がそれぞれ配置され、その各TM201 ,20
2 ,203,204 ,…のソースSが、各列ラインGL
1 ,GL2 ,…,GLx に、ドレインDが、各ビットラ
インBL1 ,BL12,BL2 ,…,BLwx,BLx にそ
れぞれ接続されている。これら複数個のTM201 ,2
02 ,203 ,204 ,…の制御ゲートCGは、ワード
ラインWL1 ,WK2 ,…,WLx に接続されて選択的
に駆動されるようになっている。例えば、列ラインGL
1 には、同じワードラインWL1 で選択される1対のT
M201 ,202 のソースSが共通接続され、その各T
M201 ,202 のドレインDが、該列ラインGL1 に
隣接する2本のビットラインBL1 ,BL12にそれぞれ
接続されている。そのため、1本の列ラインGL1 を選
択することで、1対のTM201 ,202 ,…を同時に
選択できるようになっている。
【0013】各ビットラインBL1 ,BL12,BL2 ,
…,BLwx,BLx の一端は、第1のスイッチ手段、例
えばNチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSと
いう)3011,3021,3022,…,302x,301xを
介して少なくとも2本の異なるデータバスDB1,DB
2にそれぞれ接続されている。同じく、各列ラインGL
1 ,GL2 ,…,GLx の一端は、第1のスイッチ手
段、例えばNMOS311 ,312 ,…,31x を介し
て第1の出力端子B1に共通接続されている。NMOS
3011,3021,3022,…,302x,301xとNMO
S311 ,312,…,31x とは、複数の列ライン選
択信号Y1 ,Y2 ,…,Yx によってゲート制御される
トランジスタである。例えば、ビットラインBL12は、
それに隣接する列ラインGL1 ,GL2 の選択信号
Y1 ,Y2 をゲート入力とするNMOS3021又は30
22のいずれか一方を介して、異なる2本のデータバスD
B1,DB2のいずれか一方(例えば、DB2)に接続
されるが、この時、隣り合ったビットラインBL1 ,B
L2 は必ず異なるデータバス(例えば、DB1)に接続
される。
…,BLwx,BLx の一端は、第1のスイッチ手段、例
えばNチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSと
いう)3011,3021,3022,…,302x,301xを
介して少なくとも2本の異なるデータバスDB1,DB
2にそれぞれ接続されている。同じく、各列ラインGL
1 ,GL2 ,…,GLx の一端は、第1のスイッチ手
段、例えばNMOS311 ,312 ,…,31x を介し
て第1の出力端子B1に共通接続されている。NMOS
3011,3021,3022,…,302x,301xとNMO
S311 ,312,…,31x とは、複数の列ライン選
択信号Y1 ,Y2 ,…,Yx によってゲート制御される
トランジスタである。例えば、ビットラインBL12は、
それに隣接する列ラインGL1 ,GL2 の選択信号
Y1 ,Y2 をゲート入力とするNMOS3021又は30
22のいずれか一方を介して、異なる2本のデータバスD
B1,DB2のいずれか一方(例えば、DB2)に接続
されるが、この時、隣り合ったビットラインBL1 ,B
L2 は必ず異なるデータバス(例えば、DB1)に接続
される。
【0014】各列ラインGL1 ,GL2 ,…,GLx の
他端は、複数の第2のスイッチ手段、例えばNMOS3
21 ,322 ,…,32x を介して第2の出力端子B2
に共通接続されている。各NMOS321 ,322 ,
…,32x は、反転列ライン選択信号Y1 /,Y2 /,
…,Yx /によってゲート制御されるようになってい
る。第1の出力端子B1には、バイアス回路である例え
ば内部生成の第1の可変電圧源41が接続されている。
又、第2の出力端子B2には、バイアス回路である例え
ば内部生成の第2の可変電圧源42が接続されている。
第1の可変電圧源41は、読出し時において、選択され
たビットラインとBL1 ,…同電位VRを第1の出力端
子B1へ出力し、書込みあるいは消去時において、GN
D電位を該第1の出力端子B1へ出力する機能を有して
いる。第2の可変電圧源42は、読出し時においてGN
D電位を、書込み時において各TM201 ,…における
浮遊ゲートへの電子の注入(アバランシェ)をおこすた
めのドレイン電位VA(例えば、6V)を、消去時にお
いて高電位Vpp(例えば、12V)を、それぞれ第2
の出力端子B2へ出力する機能を有している。
他端は、複数の第2のスイッチ手段、例えばNMOS3
21 ,322 ,…,32x を介して第2の出力端子B2
に共通接続されている。各NMOS321 ,322 ,
…,32x は、反転列ライン選択信号Y1 /,Y2 /,
…,Yx /によってゲート制御されるようになってい
る。第1の出力端子B1には、バイアス回路である例え
ば内部生成の第1の可変電圧源41が接続されている。
又、第2の出力端子B2には、バイアス回路である例え
ば内部生成の第2の可変電圧源42が接続されている。
第1の可変電圧源41は、読出し時において、選択され
たビットラインとBL1 ,…同電位VRを第1の出力端
子B1へ出力し、書込みあるいは消去時において、GN
D電位を該第1の出力端子B1へ出力する機能を有して
いる。第2の可変電圧源42は、読出し時においてGN
D電位を、書込み時において各TM201 ,…における
浮遊ゲートへの電子の注入(アバランシェ)をおこすた
めのドレイン電位VA(例えば、6V)を、消去時にお
いて高電位Vpp(例えば、12V)を、それぞれ第2
の出力端子B2へ出力する機能を有している。
【0015】次に、読出し動作(a)、書込み動作
(b)、及び消去動作(c)を説明する。 (a) 読出し動作 例えば、TM201 ,202 の記憶情報を読出す場合、
図示しないデコーダで選択されたワードラインWL1 に
は電源電位Vcc(例えば、5V)が印加されると共
に、非ワードラインWL2 〜WLx にはGND電位が印
加される。又、図示しないデコーダで選択された列ライ
ン選択信号Y1 には電源電位Vccが、非選択の列ライ
ン選択信号Y2 〜Yx にはGND電位が、選択された反
転列ライン選択信号Y1 /にはGND電位が、他の非選
択の反転列ライン選択信号Y2 /〜Yx /には電源電位
Vccが、それぞれ印加される。これにより、選択され
る列ラインGL1 に接続されたNMOS321 がオフ状
態、NMOS311 がオン状態となり、該列ラインGL
1 が、第1の可変電圧源41の出力端子B1のGNDレ
ベルへ遷移する。同時に、非選択となる列ラインB
L2 ,…に接続されたNMOS322 ,…がオン状態、
NMOS312 ,…がオフ状態となり、該列ラインGL
2 ,…が、第2の可変電圧源42の出力端子B2のGN
Dレベルへ遷移する。従って、TM201 の記憶情報が
ビットラインBL1 へ、TM202 の記憶情報がビット
ラインBL12へそれぞれ出力され、それらの各ビットラ
インBL1 ,BL12に接続されたNMOS3011,NM
OS3021を介してデータバスDB1,DB2へ出力さ
れる。
(b)、及び消去動作(c)を説明する。 (a) 読出し動作 例えば、TM201 ,202 の記憶情報を読出す場合、
図示しないデコーダで選択されたワードラインWL1 に
は電源電位Vcc(例えば、5V)が印加されると共
に、非ワードラインWL2 〜WLx にはGND電位が印
加される。又、図示しないデコーダで選択された列ライ
ン選択信号Y1 には電源電位Vccが、非選択の列ライ
ン選択信号Y2 〜Yx にはGND電位が、選択された反
転列ライン選択信号Y1 /にはGND電位が、他の非選
択の反転列ライン選択信号Y2 /〜Yx /には電源電位
Vccが、それぞれ印加される。これにより、選択され
る列ラインGL1 に接続されたNMOS321 がオフ状
態、NMOS311 がオン状態となり、該列ラインGL
1 が、第1の可変電圧源41の出力端子B1のGNDレ
ベルへ遷移する。同時に、非選択となる列ラインB
L2 ,…に接続されたNMOS322 ,…がオン状態、
NMOS312 ,…がオフ状態となり、該列ラインGL
2 ,…が、第2の可変電圧源42の出力端子B2のGN
Dレベルへ遷移する。従って、TM201 の記憶情報が
ビットラインBL1 へ、TM202 の記憶情報がビット
ラインBL12へそれぞれ出力され、それらの各ビットラ
インBL1 ,BL12に接続されたNMOS3011,NM
OS3021を介してデータバスDB1,DB2へ出力さ
れる。
【0016】(b) 書込み動作 例えば、TM201 のみをアバランシェ注入によって情
報を書込む場合、図示しないデコーダによって選択され
たワードラインWL1 には高電位Vppが印加されると
共に、非選択のワードラインWL2 〜WLx にはGND
電位が印加される。又、図示しないデコーダによって選
択された列ライン選択信号Y1 には高電位Vppが、非
選択の列ライン選択信号Y2 〜Yx にはGND電位が、
選択された反転列ライン選択信号Y1 /にはGND電位
が、非選択の反転列ライン選択信号Y2 /〜Yx /には
電源電位Vccが、それぞれ印加される。すると、NM
OS321 がオフ状態、NMOS311 がオン状態とな
り、選択された列ラインGL1 が、第1の可変電圧源4
1の出力端子B1の電位VR(選択されたビットライン
と同電位)へ遷移し、非選択の列ラインGL2 ,…が、
第2の可変電圧源42の出力端子B2のドレイン電位V
Aへ遷移する。ここで、書込みを行うTM201 のデー
タバスDB1のみ電位VAを印加し、他のデータバスD
B2にはGND電位を印加する。これにより、書込みを
行うTM201 のみゲート電位Vpp、ドレイン電位V
A、ソース電位GNDがそれぞれ印加され、アバランシ
ェ注入による書込みが行われる。
報を書込む場合、図示しないデコーダによって選択され
たワードラインWL1 には高電位Vppが印加されると
共に、非選択のワードラインWL2 〜WLx にはGND
電位が印加される。又、図示しないデコーダによって選
択された列ライン選択信号Y1 には高電位Vppが、非
選択の列ライン選択信号Y2 〜Yx にはGND電位が、
選択された反転列ライン選択信号Y1 /にはGND電位
が、非選択の反転列ライン選択信号Y2 /〜Yx /には
電源電位Vccが、それぞれ印加される。すると、NM
OS321 がオフ状態、NMOS311 がオン状態とな
り、選択された列ラインGL1 が、第1の可変電圧源4
1の出力端子B1の電位VR(選択されたビットライン
と同電位)へ遷移し、非選択の列ラインGL2 ,…が、
第2の可変電圧源42の出力端子B2のドレイン電位V
Aへ遷移する。ここで、書込みを行うTM201 のデー
タバスDB1のみ電位VAを印加し、他のデータバスD
B2にはGND電位を印加する。これにより、書込みを
行うTM201 のみゲート電位Vpp、ドレイン電位V
A、ソース電位GNDがそれぞれ印加され、アバランシ
ェ注入による書込みが行われる。
【0017】(c) 消去動作 例えば、TM201 ,202 をトンネル注入により情報
の消去を行う場合、図示しないデコーダによって選択さ
れたワードラインWL1 にはGND電位が印加されると
共に、非選択のワードラインWL2 〜WLx には電源電
位Vccが印加される。又、図示しないデコーダによっ
て選択された列ライン選択信号Y1 にはGND電位が、
非選択の列ライン選択信号Y2 〜Yx には電源電位Vc
cが、選択された反転列ライン選択信号Y1 /には高電
位Vppが、非選択の反転列ライン選択信号Y2 /〜Y
x /にはGND電位が、それぞれ印加される。これによ
り、選択された列ラインGL1 が、第2の可変電圧源4
2の出力端子B2の高電位Vppへ遷移し、非選択の列
ラインGL2 ,…が、第1の可変電圧源41の出力端子
B1のGND電位へ遷移する。従って、消去を行うTM
201,202 のみ、ゲート・ソース間電位差が−Vp
pとなり、トンネル注入により消去が行われる。
の消去を行う場合、図示しないデコーダによって選択さ
れたワードラインWL1 にはGND電位が印加されると
共に、非選択のワードラインWL2 〜WLx には電源電
位Vccが印加される。又、図示しないデコーダによっ
て選択された列ライン選択信号Y1 にはGND電位が、
非選択の列ライン選択信号Y2 〜Yx には電源電位Vc
cが、選択された反転列ライン選択信号Y1 /には高電
位Vppが、非選択の反転列ライン選択信号Y2 /〜Y
x /にはGND電位が、それぞれ印加される。これによ
り、選択された列ラインGL1 が、第2の可変電圧源4
2の出力端子B2の高電位Vppへ遷移し、非選択の列
ラインGL2 ,…が、第1の可変電圧源41の出力端子
B1のGND電位へ遷移する。従って、消去を行うTM
201,202 のみ、ゲート・ソース間電位差が−Vp
pとなり、トンネル注入により消去が行われる。
【0018】以上のように、本実施例では、次のような
利点を有している。 (i) 従来の図3のスイッチ111 〜11x が不要と
なり、一括消去型フラッシュEEPROMと同等の大き
さのメモリセルマトリクスを用いてバイト消去が可能と
なる。そのため、チップサイズの小さいバイト消去が可
能なフラッシュEEPROMを実現できる。 (ii) 一括消去型フラッシュEEPROMで問題とな
っている過剰消去のメモリセルマトリクス内での閾値電
圧VT のばらつきに対し、バイト単位での制御が可能と
なり、TM201 ,202 ,203 ,204 ,…の閾値
電圧VT の統一がしやすくなる。
利点を有している。 (i) 従来の図3のスイッチ111 〜11x が不要と
なり、一括消去型フラッシュEEPROMと同等の大き
さのメモリセルマトリクスを用いてバイト消去が可能と
なる。そのため、チップサイズの小さいバイト消去が可
能なフラッシュEEPROMを実現できる。 (ii) 一括消去型フラッシュEEPROMで問題とな
っている過剰消去のメモリセルマトリクス内での閾値電
圧VT のばらつきに対し、バイト単位での制御が可能と
なり、TM201 ,202 ,203 ,204 ,…の閾値
電圧VT の統一がしやすくなる。
【0019】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (a) 図1では、例えば1本の列ラインGL1 を選択
することで、一対のTM201 ,202 を同時に選択で
きるため、少なくとも2本のデータバスDB1,DB2
が必要となる。しかし、このデータバスDB1,DB2
は、メモリセルマトリクスの構成によっては3本以上設
けてもよい。 (b) 第1のスイッチ手段であるNMOS3011,3
021,3022,…,302x,301x,311 ,312 ,
…,31x や、第2のスイッチ手段であるNMOS32
1 ,322 ,…,32x は、Pチャネル型MOSトラン
ジスタ等の他のスイッチ素子で構成してもよい。 (c) 各TM201 ,202 ,203 ,204 ,…
は、図2の電位条件と異なる電位で書込み、消去及び読
出し動作が行える構成にすることも可能である。
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (a) 図1では、例えば1本の列ラインGL1 を選択
することで、一対のTM201 ,202 を同時に選択で
きるため、少なくとも2本のデータバスDB1,DB2
が必要となる。しかし、このデータバスDB1,DB2
は、メモリセルマトリクスの構成によっては3本以上設
けてもよい。 (b) 第1のスイッチ手段であるNMOS3011,3
021,3022,…,302x,301x,311 ,312 ,
…,31x や、第2のスイッチ手段であるNMOS32
1 ,322 ,…,32x は、Pチャネル型MOSトラン
ジスタ等の他のスイッチ素子で構成してもよい。 (c) 各TM201 ,202 ,203 ,204 ,…
は、図2の電位条件と異なる電位で書込み、消去及び読
出し動作が行える構成にすることも可能である。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、TMの制御ゲートを行ラインで選択すると共に、
そのソースに接続された列ラインに対して第1,第2の
可変電圧源によってバイアス電位を印加し、消去時も該
行ラインを選択して情報の消去を行うようにしたので、
一括消去型フラッシュEEPROMと同等の大きさのメ
モリセルマトリクスを用いてバイト消去が可能となる。
そのため、チップサイズの小さい、バイト消去が可能な
フラッシュEEPROMを実現できる。さらに、一括消
去型フラッシュEEPROMで問題となっている過剰消
去のメモリセルマトリクス内での閾値電圧VT のばらつ
きに対し、バイト単位で制御可能となり、メモリセルの
閾値電圧の統一がしやすくなる。
れば、TMの制御ゲートを行ラインで選択すると共に、
そのソースに接続された列ラインに対して第1,第2の
可変電圧源によってバイアス電位を印加し、消去時も該
行ラインを選択して情報の消去を行うようにしたので、
一括消去型フラッシュEEPROMと同等の大きさのメ
モリセルマトリクスを用いてバイト消去が可能となる。
そのため、チップサイズの小さい、バイト消去が可能な
フラッシュEEPROMを実現できる。さらに、一括消
去型フラッシュEEPROMで問題となっている過剰消
去のメモリセルマトリクス内での閾値電圧VT のばらつ
きに対し、バイト単位で制御可能となり、メモリセルの
閾値電圧の統一がしやすくなる。
【図1】本発明の実施例を示す半導体記憶装置(フラッ
シュメモリ)の概略の回路図である。
シュメモリ)の概略の回路図である。
【図2】従来のフラッシュメモリにおけるメモリセルの
動作原理図である。
動作原理図である。
【図3】従来の半導体記憶装置(フラッシュメモリ)の
概略の回路図である。
概略の回路図である。
201 ,202 ,203 ,204 メモリセルト
ランジスタ(TM) 3011,3021,3022,…,302x,301x,3
11 ,312 ,…,31x NMOS(第1のスイッチ手段) 321 ,322 ,…,32x NMOS(第
2のスイッチ手段) 41,42 第1,第2の
可変電圧源 B1,B2 第1,第2の
出力端子 BL1 ,BL12,BL2 ,…,BLwx,BLx ビッ
トライン DB1,DB2 データバス GL1 ,GL2 ,…,GLx 列ライン WL1 ,WL2 ,…,WLx ワードライン
(行ライン) Y1 ,Y2 ,…,Yx 列ライン選択
信号 Y1 /,Y2 /,…,Yx / 反転列ライン
選択信号
ランジスタ(TM) 3011,3021,3022,…,302x,301x,3
11 ,312 ,…,31x NMOS(第1のスイッチ手段) 321 ,322 ,…,32x NMOS(第
2のスイッチ手段) 41,42 第1,第2の
可変電圧源 B1,B2 第1,第2の
出力端子 BL1 ,BL12,BL2 ,…,BLwx,BLx ビッ
トライン DB1,DB2 データバス GL1 ,GL2 ,…,GLx 列ライン WL1 ,WL2 ,…,WLx ワードライン
(行ライン) Y1 ,Y2 ,…,Yx 列ライン選択
信号 Y1 /,Y2 /,…,Yx / 反転列ライン
選択信号
Claims (1)
- 【請求項1】 ソース、ドレイン及び制御ゲートを持つ
電気的に書込み及び消去可能なメモリセルトランジスタ
が、マトリクス状に配列された半導体記憶装置におい
て、 前記各行のメモリセルトランジスタの制御ゲートにそれ
ぞれ共通接続され、それらの制御ゲートに選択的に、所
定の読出し電位、書込み電位又は消去電位を印加する複
数本の行ラインと、 前記同一の行ラインで選択される一対のメモリセルトラ
ンジスタの共通ソースにそれぞれ共通接続された複数本
の列ラインと、 前記列ラインに対して交互に配列され、前記一対のメモ
リセルトランジスタの各ドレインにそれぞれ共通接続さ
れた複数本のビットラインと、 所定の読出し電位、書込み電位又は消去電位を第1の出
力端子から出力する第1の可変電圧源と、 前記第1の可変電圧源の出力電位とは異なる電位の読出
し電位、書込み電位又は消去電位を第2の出力端子から
出力する第2の可変電圧源と、 前記各列ラインと該列ラインに隣接する前記2本のビッ
トラインとを同時に選択して、該列ラインの一端を前記
第1の出力端子に接続すると共に、該2本のビットライ
ンの一端を少なくとも2本のデータバスにそれぞれ接続
する複数個の第1のスイッチ手段と、 前記各列ラインを選択して該列ラインの他端を前記第2
の出力端子に接続する複数個の第2のスイッチ手段と
を、 備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091093A JPH06251594A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091093A JPH06251594A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251594A true JPH06251594A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12593668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4091093A Withdrawn JPH06251594A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06251594A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7212443B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-05-01 | Spansion Llc | Non-volatile memory and write method of the same |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP4091093A patent/JPH06251594A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7212443B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-05-01 | Spansion Llc | Non-volatile memory and write method of the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |