JPH1186571A - 不揮発性半導体記憶装置およびそのデータ書き込み方法 - Google Patents
不揮発性半導体記憶装置およびそのデータ書き込み方法Info
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- JPH1186571A JPH1186571A JP24396097A JP24396097A JPH1186571A JP H1186571 A JPH1186571 A JP H1186571A JP 24396097 A JP24396097 A JP 24396097A JP 24396097 A JP24396097 A JP 24396097A JP H1186571 A JPH1186571 A JP H1186571A
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- G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】メモリセルへの書き込み禁止動作の制御性およ
び特性を改善でき、またチャネル電圧の設定間隔を広く
することができる不揮発性半導体記憶装置およびそのデ
ータ書き込み方法を提供する。 【解決手段】NAND型フラッシュEEPROMにおい
て、各ストリングをビット線BLに接続する選択トラン
ジスタDST10をしきい値可変なトランジスタで構成
し、書き込み時に書き込み対象のストリングの選択トラ
ンジスタのしきい値を低しきい値電圧化(1Vから0V
へ遷移させ)し、非選択ブロックにおけるストリングの
選択トランジスタDST10のしきい値電圧は高いしき
い値のまま(1V)に保持し、書き込み終了後、低しき
い値電圧化した選択されたストリングの選択トランジス
タのしきい値を高いしきい値電圧(1V)に戻す。
び特性を改善でき、またチャネル電圧の設定間隔を広く
することができる不揮発性半導体記憶装置およびそのデ
ータ書き込み方法を提供する。 【解決手段】NAND型フラッシュEEPROMにおい
て、各ストリングをビット線BLに接続する選択トラン
ジスタDST10をしきい値可変なトランジスタで構成
し、書き込み時に書き込み対象のストリングの選択トラ
ンジスタのしきい値を低しきい値電圧化(1Vから0V
へ遷移させ)し、非選択ブロックにおけるストリングの
選択トランジスタDST10のしきい値電圧は高いしき
い値のまま(1V)に保持し、書き込み終了後、低しき
い値電圧化した選択されたストリングの選択トランジス
タのしきい値を高いしきい値電圧(1V)に戻す。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的に書き換え
可能な不揮発性メモリ、たとえばフラッシュEEPRO
M(Electrically Erasable Programmable Read Only Me
mory) 等の不揮発性半導体記憶装置およびそのデータ書
き込み方法に関するものである。
可能な不揮発性メモリ、たとえばフラッシュEEPRO
M(Electrically Erasable Programmable Read Only Me
mory) 等の不揮発性半導体記憶装置およびそのデータ書
き込み方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は、NAND型フラッシュEEPR
OMのメモリアレイ構造を示す図である。図8のNAN
D型フラッシュEEPROMは、便宜上、1本のビット
線BLに接続されたNANDストリング1本に8個のメ
モリセルトランジスタMT0〜MT7が接続された場合
のメモリアレイを示している。また、図8(a)には書
き込み時の選択されたストリングに対する書き込みバイ
アスを示し、図8(b)には書き込み時の非選択ストリ
ングに対する書き込みバイアスを示している。
OMのメモリアレイ構造を示す図である。図8のNAN
D型フラッシュEEPROMは、便宜上、1本のビット
線BLに接続されたNANDストリング1本に8個のメ
モリセルトランジスタMT0〜MT7が接続された場合
のメモリアレイを示している。また、図8(a)には書
き込み時の選択されたストリングに対する書き込みバイ
アスを示し、図8(b)には書き込み時の非選択ストリ
ングに対する書き込みバイアスを示している。
【0003】メモリストリングにおいて、各メモリセル
トランジスタMT0〜MT7のコントロールゲートCG
がそれぞれワード線WL0〜WL7に接続されている。
メモリセルトランジスタMT0のドレインはゲート電極
が選択信号供給線DSG1に接続されたNMOSトラン
ジスタからなる選択トランジスタDST1を介してビッ
ト線BLに接続され、メモリセルトランジスタMT7の
ソースはゲート電極が選択信号供給線SSG1に接続さ
れたNMOSトランジスタからなる選択トランジスタS
ST1を介してソース線SRLに接続されている。
トランジスタMT0〜MT7のコントロールゲートCG
がそれぞれワード線WL0〜WL7に接続されている。
メモリセルトランジスタMT0のドレインはゲート電極
が選択信号供給線DSG1に接続されたNMOSトラン
ジスタからなる選択トランジスタDST1を介してビッ
ト線BLに接続され、メモリセルトランジスタMT7の
ソースはゲート電極が選択信号供給線SSG1に接続さ
れたNMOSトランジスタからなる選択トランジスタS
ST1を介してソース線SRLに接続されている。
【0004】なお、NAND型フラッシュEEPROM
の場合、一般的に、n型半導体基板にセルアレイ領域用
の第1のpウェルおよび周辺回路領域用の第2のpウェ
ルが形成され、第1のpウェルにはゲート絶縁膜、フロ
ーティングゲート、層間絶縁膜、およびコントロールゲ
ートを積層したメモリセルが構成され、第2のpウェル
には周辺回路のNMOSトランジスタが形成されるとと
もに、この第2のpウェルにPMOSトランジスタ用の
nウェルが形成される。
の場合、一般的に、n型半導体基板にセルアレイ領域用
の第1のpウェルおよび周辺回路領域用の第2のpウェ
ルが形成され、第1のpウェルにはゲート絶縁膜、フロ
ーティングゲート、層間絶縁膜、およびコントロールゲ
ートを積層したメモリセルが構成され、第2のpウェル
には周辺回路のNMOSトランジスタが形成されるとと
もに、この第2のpウェルにPMOSトランジスタ用の
nウェルが形成される。
【0005】このような構造を有するNAND型フラッ
シュEEPROMにおいて、消去動作を行う場合には、
n型基板とpウェルにたとえば20V程度の高電圧を印
加し、コントロールゲートに0Vを印加すると、フロー
ティングゲートから基板へトンネル電流が流れ、電子が
抜ける。これにより、メモリセルのしきい値電圧Vthが
正から負へシフトする。
シュEEPROMにおいて、消去動作を行う場合には、
n型基板とpウェルにたとえば20V程度の高電圧を印
加し、コントロールゲートに0Vを印加すると、フロー
ティングゲートから基板へトンネル電流が流れ、電子が
抜ける。これにより、メモリセルのしきい値電圧Vthが
正から負へシフトする。
【0006】書き込み動作を行う場合、たとえば図8
(a)に示すように、メモリセルトランジスタMT3に
データを書き込む場合には、選択ワード線WL3に20
V、非非選択ワード線WL0〜WL2、WL4〜WL7
に中間電圧10Vを印加し、選択信号供給線DSG1に
3V、選択信号供給線SSG1に0Vを印加し、ビット
線BLに0〜3Vを印加することにより行う。これによ
り、メモリセルトランジスタMT3にトンネル電流が流
れ、フローティングゲートに電子が注入される。これに
より、たとえばメモリセルのしきい値電圧Vthがそのま
まに保持されるか、負から正へシフトする。
(a)に示すように、メモリセルトランジスタMT3に
データを書き込む場合には、選択ワード線WL3に20
V、非非選択ワード線WL0〜WL2、WL4〜WL7
に中間電圧10Vを印加し、選択信号供給線DSG1に
3V、選択信号供給線SSG1に0Vを印加し、ビット
線BLに0〜3Vを印加することにより行う。これによ
り、メモリセルトランジスタMT3にトンネル電流が流
れ、フローティングゲートに電子が注入される。これに
より、たとえばメモリセルのしきい値電圧Vthがそのま
まに保持されるか、負から正へシフトする。
【0007】読み出し動作を行う場合には、ビット線B
Lに3V、ソース線SRLに0Vを印加し、選択された
メモリトランジスタのコントロールゲートに0Vを、非
選択メモリトランジスタのコントロールゲートに5Vを
与える。非選択メモリトランジスタは、データのいかん
にかかわらずオン状態である必要がある。このため、メ
モリセルのしきい値電圧Vthは所定の電圧、たとえば
3.5V以下に制御される。選択されたメモリトランジ
スタのコントロールゲートに0Vが印加されることによ
り、データが「1」であればしきい値電圧Vthが負であ
るため、オン状態(デプレッション状態)になりセル電
流が流れる。一方、データが「0」であれば、しきい値
電圧Vthは正であるため、オフ状態(エンハンスメント
状態)となりセル電流が流れない。このように、データ
が「1」であるか「0」であるかはビット線からソース
線に複数個のセルを通してセル電流が流れるか否かで決
まる。
Lに3V、ソース線SRLに0Vを印加し、選択された
メモリトランジスタのコントロールゲートに0Vを、非
選択メモリトランジスタのコントロールゲートに5Vを
与える。非選択メモリトランジスタは、データのいかん
にかかわらずオン状態である必要がある。このため、メ
モリセルのしきい値電圧Vthは所定の電圧、たとえば
3.5V以下に制御される。選択されたメモリトランジ
スタのコントロールゲートに0Vが印加されることによ
り、データが「1」であればしきい値電圧Vthが負であ
るため、オン状態(デプレッション状態)になりセル電
流が流れる。一方、データが「0」であれば、しきい値
電圧Vthは正であるため、オフ状態(エンハンスメント
状態)となりセル電流が流れない。このように、データ
が「1」であるか「0」であるかはビット線からソース
線に複数個のセルを通してセル電流が流れるか否かで決
まる。
【0008】上述したように、EPROM、フラッシュ
メモリ等の半導体不揮発性記憶装置においては、1個の
メモリセルトランジスタに「0」、「1」の2つの値を
とるデータを記録する2値型のメモリセル構造が通常で
ある。ところが、最近の不揮発性半導体記憶装置の大容
量化の要望に伴い、1個のメモリセルトランジスタに少
なくとも3値以上のデータを記録する、いわゆる、多値
型の不揮発性半導体記憶装置が提案されている(たとえ
ば、「A Multi−Level 32Mb Fla
sh Memory」’95 ISSCC p132〜
参照)。
メモリ等の半導体不揮発性記憶装置においては、1個の
メモリセルトランジスタに「0」、「1」の2つの値を
とるデータを記録する2値型のメモリセル構造が通常で
ある。ところが、最近の不揮発性半導体記憶装置の大容
量化の要望に伴い、1個のメモリセルトランジスタに少
なくとも3値以上のデータを記録する、いわゆる、多値
型の不揮発性半導体記憶装置が提案されている(たとえ
ば、「A Multi−Level 32Mb Fla
sh Memory」’95 ISSCC p132〜
参照)。
【0009】図9はNAND型フラッシュメモリにおい
て、1個のメモリトランジスタに2ビットからなり4値
をとるデータを記録する場合の、しきい値電圧Vthレ
ベルとデータ内容(分布)との関係を示す図である。
て、1個のメモリトランジスタに2ビットからなり4値
をとるデータを記録する場合の、しきい値電圧Vthレ
ベルとデータ内容(分布)との関係を示す図である。
【0010】図9において、縦軸はメモリトランジスタ
のしきい値電圧Vthを、横軸はメモリトランジスタの
しきい値分布頻度をそれぞれ表している。また、1個の
メモリトランジスタに記録するデータを構成する2ビッ
トデータの内容は、〔D2,D1〕で表され、〔D2,
D1〕=〔1,1〕,〔1,0〕,〔0,1〕,〔0,
0〕の4状態が存在する。すなわち、データ「0」、デ
ータ「1」、データ「2」、データ「3」の4状態が存
在する。そして、しきい値電圧の分布(多値データの分
布)は4値の場合、図9に示すように、正側に3個、負
側に1個となっている。
のしきい値電圧Vthを、横軸はメモリトランジスタの
しきい値分布頻度をそれぞれ表している。また、1個の
メモリトランジスタに記録するデータを構成する2ビッ
トデータの内容は、〔D2,D1〕で表され、〔D2,
D1〕=〔1,1〕,〔1,0〕,〔0,1〕,〔0,
0〕の4状態が存在する。すなわち、データ「0」、デ
ータ「1」、データ「2」、データ「3」の4状態が存
在する。そして、しきい値電圧の分布(多値データの分
布)は4値の場合、図9に示すように、正側に3個、負
側に1個となっている。
【0011】たとえば図10に示すように、メモリセル
トランジスタMT3にデータを書き込む場合には、選択
ワード線WL3に20V、非選択ワード線WL0〜WL
2、WL4〜WL7に中間電圧10Vを印加し、選択信
号供給線DSG1に3V、選択信号供給線SSG1に0
Vを印加し、データ「00」を書き込む場合にはビット
線BLに0Vを印加する。データ「01」を書き込む場
合にはビット線BLに0.7Vを印加し、データ「0
2」を書き込む場合には1.4Vを印加し、データ「1
1」を書き込む場合にはビット線BLに3Vを印加す
る。
トランジスタMT3にデータを書き込む場合には、選択
ワード線WL3に20V、非選択ワード線WL0〜WL
2、WL4〜WL7に中間電圧10Vを印加し、選択信
号供給線DSG1に3V、選択信号供給線SSG1に0
Vを印加し、データ「00」を書き込む場合にはビット
線BLに0Vを印加する。データ「01」を書き込む場
合にはビット線BLに0.7Vを印加し、データ「0
2」を書き込む場合には1.4Vを印加し、データ「1
1」を書き込む場合にはビット線BLに3Vを印加す
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
NAND型フラッシュメモリでは、メモリセルへの書き
込み動作は、ビット線BLに0〜3V程度の電圧、およ
び選択されたストリングの選択トランジスタDST1の
ゲート電極に3V程度の電圧Vsgを加えることによって
行う。ここで、ビット線BLに加える電圧は、選択トラ
ンジスタDST1を介してメモリセルトランジスタのチ
ャネル電圧を制御し、ワード線に加えられる電圧ととも
に、メモリセルへのデータ書き込みを制御する手段とし
て重要な値となる。
NAND型フラッシュメモリでは、メモリセルへの書き
込み動作は、ビット線BLに0〜3V程度の電圧、およ
び選択されたストリングの選択トランジスタDST1の
ゲート電極に3V程度の電圧Vsgを加えることによって
行う。ここで、ビット線BLに加える電圧は、選択トラ
ンジスタDST1を介してメモリセルトランジスタのチ
ャネル電圧を制御し、ワード線に加えられる電圧ととも
に、メモリセルへのデータ書き込みを制御する手段とし
て重要な値となる。
【0013】ところが、ビット線BLに0〜3Vの電圧
を加えた場合であっても、選択されたストリングの選択
トランジスタDST1のゲート電圧Vsgとそのしきい値
電圧Vthsgによって制限され、ビット線BLの最大電圧
が(Vsg−Vthsg)よりも高い場合には、メモリセルの
チャネル電圧として制御できる範囲は0〜(Vsg−Vth
sg)Vに制限される。これにより、メモリセルへの書き
込み禁止動作の制御性および特性を制限するため、しき
い値電圧Vthsgを低くすることが望まれる。
を加えた場合であっても、選択されたストリングの選択
トランジスタDST1のゲート電圧Vsgとそのしきい値
電圧Vthsgによって制限され、ビット線BLの最大電圧
が(Vsg−Vthsg)よりも高い場合には、メモリセルの
チャネル電圧として制御できる範囲は0〜(Vsg−Vth
sg)Vに制限される。これにより、メモリセルへの書き
込み禁止動作の制御性および特性を制限するため、しき
い値電圧Vthsgを低くすることが望まれる。
【0014】また、多値書き込み方式を採用したフラッ
シュメモリにおいては、誤書き込みの防止のため、書き
込みデータに応じたメモリセルのチャネル電圧は、十分
な電圧間隔をおいて設定する必要があるが、そのために
もチャネル電圧の制御範囲を広げるようにしきい値電圧
Vthsgを低くすることが望まれる。
シュメモリにおいては、誤書き込みの防止のため、書き
込みデータに応じたメモリセルのチャネル電圧は、十分
な電圧間隔をおいて設定する必要があるが、そのために
もチャネル電圧の制御範囲を広げるようにしきい値電圧
Vthsgを低くすることが望まれる。
【0015】一方、上記書き込み動作などで、非選択状
態にあるストリングの選択トランジスタのゲート電極に
は、0Vなる電圧Vsgを加え、ビット線BLに加えられ
た〜3Vの電圧により非選択ストリングを介したリーク
電流が流れることを防止する必要がある。すなわち、非
選択ストリングのリーク電流を防止するには、選択トラ
ンジスタのしきい値電圧Vthsgを高くすることが望まれ
る。
態にあるストリングの選択トランジスタのゲート電極に
は、0Vなる電圧Vsgを加え、ビット線BLに加えられ
た〜3Vの電圧により非選択ストリングを介したリーク
電流が流れることを防止する必要がある。すなわち、非
選択ストリングのリーク電流を防止するには、選択トラ
ンジスタのしきい値電圧Vthsgを高くすることが望まれ
る。
【0016】上記のように、ストリングの選択トランジ
スタのしきい値電圧の設定においては、いくつかの特性
を両立させるための相反する条件を満たす必要があり、
全体的には低い特性しか実現できないという不利益があ
る。
スタのしきい値電圧の設定においては、いくつかの特性
を両立させるための相反する条件を満たす必要があり、
全体的には低い特性しか実現できないという不利益があ
る。
【0017】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、メモリセルへの書き込み禁止動
作の制御性および特性を改善でき、またチャネル電圧の
設定間隔を広くすることができる不揮発性半導体記憶装
置およびそのデータ書き込み方法を提供することにあ
る。
のであり、その目的は、メモリセルへの書き込み禁止動
作の制御性および特性を改善でき、またチャネル電圧の
設定間隔を広くすることができる不揮発性半導体記憶装
置およびそのデータ書き込み方法を提供することにあ
る。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、接続されたワード線およびビット線への
印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷量が変化
し、その変化に応じてしきい値電圧が変化するメモリセ
ルトランジスタを有し、上記ビット線の電位に応じたデ
ータの書き込みを行う不揮発性半導体記憶装置であっ
て、上記メモリセルトランジスタと上記ビット線との間
に接続され、ゲート電極への選択信号の入力レベルに応
じてしきい値電圧が可変な選択トランジスタを有する。
め、本発明は、接続されたワード線およびビット線への
印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷量が変化
し、その変化に応じてしきい値電圧が変化するメモリセ
ルトランジスタを有し、上記ビット線の電位に応じたデ
ータの書き込みを行う不揮発性半導体記憶装置であっ
て、上記メモリセルトランジスタと上記ビット線との間
に接続され、ゲート電極への選択信号の入力レベルに応
じてしきい値電圧が可変な選択トランジスタを有する。
【0019】また、本発明は、接続されたワード線およ
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリセルトランジスタを有し、消去動作を行っ
た後に上記ビット線の電位に応じたデータの書き込みを
行う不揮発性半導体記憶装置であって、上記メモリセル
トランジスタと上記ビット線との間に接続され、ゲート
電極への選択信号の入力レベルに応じてしきい値電圧が
可変な選択トランジスタと、上記書き込み前消去動作時
に、上記選択トランジスタのしきい値電圧を低く設定し
て書き込みを行い、書き込み終了したならば上記選択ト
ランジスタのしきい値電圧を書き込み時の設定しきい値
電圧より高く設定する手段とを有する。
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリセルトランジスタを有し、消去動作を行っ
た後に上記ビット線の電位に応じたデータの書き込みを
行う不揮発性半導体記憶装置であって、上記メモリセル
トランジスタと上記ビット線との間に接続され、ゲート
電極への選択信号の入力レベルに応じてしきい値電圧が
可変な選択トランジスタと、上記書き込み前消去動作時
に、上記選択トランジスタのしきい値電圧を低く設定し
て書き込みを行い、書き込み終了したならば上記選択ト
ランジスタのしきい値電圧を書き込み時の設定しきい値
電圧より高く設定する手段とを有する。
【0020】また、本発明は、接続されたワード線およ
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリトランジスタを有し、読み出し時には、し
きい値電圧に応じて設定されるワード線電圧と蓄積電荷
量に基づくデータをビット線に出力するNAND構造の
不揮発性半導体記憶装置であって、上記メモリセルトラ
ンジスタと上記ビット線との間に接続され、ゲート電極
への選択信号の入力レベルに応じてしきい値電圧が可変
な選択トランジスタを有する。
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリトランジスタを有し、読み出し時には、し
きい値電圧に応じて設定されるワード線電圧と蓄積電荷
量に基づくデータをビット線に出力するNAND構造の
不揮発性半導体記憶装置であって、上記メモリセルトラ
ンジスタと上記ビット線との間に接続され、ゲート電極
への選択信号の入力レベルに応じてしきい値電圧が可変
な選択トランジスタを有する。
【0021】また、本発明は、接続されたワード線およ
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリトランジスタを有し、上記メモリトランジ
スタのしきい値電圧に応じて1個のメモリトランジスタ
に3値以上の多値データを記録し、読み出し時には、し
きい値電圧に応じて設定されるワード線電圧と蓄積電荷
量に基づくデータをビット線に出力するNAND構造の
不揮発性半導体記憶装置であって、上記メモリセルトラ
ンジスタと上記ビット線との間に接続され、ゲート電極
への選択信号の入力レベルに応じてしきい値電圧が可変
な選択トランジスタを有する。
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリトランジスタを有し、上記メモリトランジ
スタのしきい値電圧に応じて1個のメモリトランジスタ
に3値以上の多値データを記録し、読み出し時には、し
きい値電圧に応じて設定されるワード線電圧と蓄積電荷
量に基づくデータをビット線に出力するNAND構造の
不揮発性半導体記憶装置であって、上記メモリセルトラ
ンジスタと上記ビット線との間に接続され、ゲート電極
への選択信号の入力レベルに応じてしきい値電圧が可変
な選択トランジスタを有する。
【0022】また、本発明では、書き込み動作を行う際
に、上記選択トランジスタのしきい値電圧を低く設定す
る手段を有する。また、本発明では、書き込み動作終了
後、上記選択トランジスタのしきい値電圧を書き込み時
の設定しきい値電圧より高く設定する手段を有する。
に、上記選択トランジスタのしきい値電圧を低く設定す
る手段を有する。また、本発明では、書き込み動作終了
後、上記選択トランジスタのしきい値電圧を書き込み時
の設定しきい値電圧より高く設定する手段を有する。
【0023】また、本発明では、上記選択トランジスタ
は、上記メモリセルトランジスタと構造が等価なトラン
ジスタにより構成されている。
は、上記メモリセルトランジスタと構造が等価なトラン
ジスタにより構成されている。
【0024】また、本発明は、接続されたワード線およ
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリセルトランジスタを有し、消去動作を行っ
た後に上記ビット線の電位に応じたデータの書き込みを
しきい値電圧可変な選択トランジスタを介して行う不揮
発性半導体記憶装置のデータ書き込み方法であって、書
き込み前消去動作時に、上記選択トランジスタのしきい
値電圧を低く設定し、選択トランジスタのしきい値電圧
が低い状態でデータの書き込みを行い、書き込み終了
後、上記選択トランジスタのしきい値電圧を書き込み時
の設定しきい値電圧より高く設定する。
びビット線への印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積され
た電荷量が変化し、その変化に応じてしきい値電圧が変
化するメモリセルトランジスタを有し、消去動作を行っ
た後に上記ビット線の電位に応じたデータの書き込みを
しきい値電圧可変な選択トランジスタを介して行う不揮
発性半導体記憶装置のデータ書き込み方法であって、書
き込み前消去動作時に、上記選択トランジスタのしきい
値電圧を低く設定し、選択トランジスタのしきい値電圧
が低い状態でデータの書き込みを行い、書き込み終了
後、上記選択トランジスタのしきい値電圧を書き込み時
の設定しきい値電圧より高く設定する。
【0025】本発明によれば、たとえば所定のメモリセ
ルトランジスタに書き込みを行う場合に、そのメモリセ
ルトランジスタが接続された選択トランジスタのしきい
値電圧が低く設定される。そして、この選択トランジス
タのしきい値電圧が低い状態でデータの書き込みが行わ
れる。書き込みが終了すると、選択トランジスタのしき
い値電圧が書き込み時の設定しきい値電圧より高く設定
される。すなわち、書き込み動作(書き込み前消去動
作)開始前のしきい値電圧に戻される。なお、選択され
ていないメモリセルトランジスタが接続されている選択
トランジスタのしきい値電圧は、高い値のままに保持さ
れ、リーク電流の発生が防止される。
ルトランジスタに書き込みを行う場合に、そのメモリセ
ルトランジスタが接続された選択トランジスタのしきい
値電圧が低く設定される。そして、この選択トランジス
タのしきい値電圧が低い状態でデータの書き込みが行わ
れる。書き込みが終了すると、選択トランジスタのしき
い値電圧が書き込み時の設定しきい値電圧より高く設定
される。すなわち、書き込み動作(書き込み前消去動
作)開始前のしきい値電圧に戻される。なお、選択され
ていないメモリセルトランジスタが接続されている選択
トランジスタのしきい値電圧は、高い値のままに保持さ
れ、リーク電流の発生が防止される。
【0026】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る不揮発性半
導体記憶装置が適用されるフラッシュメモリのシステム
構成図である。このフラッシュメモリは、メモリアレイ
MA、ロー回路(Row Circuit) RC、カラム回路(Colum
n Circuit)CC、およびウェル電圧制御回路WVCによ
り構成されている。
導体記憶装置が適用されるフラッシュメモリのシステム
構成図である。このフラッシュメモリは、メモリアレイ
MA、ロー回路(Row Circuit) RC、カラム回路(Colum
n Circuit)CC、およびウェル電圧制御回路WVCによ
り構成されている。
【0027】メモリセルアレイMAは、n本のワード線
WLとm本のビット線BLで結線された、n×m個のセ
ル(図示せず)を有し、NAND型メモリストリングに
対応したワード線毎のkブロックBLK1〜BLKkを
有している。各ワード線WLおよびビット線BLは、セ
ルへのデータ書き込み/読み出し/消去を制御するロー
回路RCおよびカラム回路CCに接続され、所望のアド
レスのセルへのアクセスが制御される。
WLとm本のビット線BLで結線された、n×m個のセ
ル(図示せず)を有し、NAND型メモリストリングに
対応したワード線毎のkブロックBLK1〜BLKkを
有している。各ワード線WLおよびビット線BLは、セ
ルへのデータ書き込み/読み出し/消去を制御するロー
回路RCおよびカラム回路CCに接続され、所望のアド
レスのセルへのアクセスが制御される。
【0028】図2は、本発明に係るフラッシュメモリの
メモリセルアレイ構造を示す図である。図2は、便宜
上、1本のビット線BLに接続されたNANDストリン
グ1本に8個のメモリセルトランジスタMT10〜MT
17が接続された場合のNAND型フラッシュメモリア
レイを示している。
メモリセルアレイ構造を示す図である。図2は、便宜
上、1本のビット線BLに接続されたNANDストリン
グ1本に8個のメモリセルトランジスタMT10〜MT
17が接続された場合のNAND型フラッシュメモリア
レイを示している。
【0029】メモリストリングMSTRにおいては、た
とえばフローティングゲートでの電荷の蓄積、放出によ
りデータの書き込み・消去が可能なn型のメモリセルト
ランジスタMT10〜MT17が直列に接続され、各メ
モリセルトランジスタMT10〜MT17のコントロー
ルゲートCGがそれぞれワード線WL10〜WL17に
接続されている。メモリセルトランジスタMT10のド
レインはゲート電極が選択信号供給線DSG10に接続
された選択トランジスタDST10を介してビット線B
Lに接続され、メモリセルトランジスタMT17のソー
スはゲート電極が選択信号供給線SSG10に接続され
たNMOSトランジスタからなる選択トランジスタSS
T10を介してソース線SRLに接続されている。
とえばフローティングゲートでの電荷の蓄積、放出によ
りデータの書き込み・消去が可能なn型のメモリセルト
ランジスタMT10〜MT17が直列に接続され、各メ
モリセルトランジスタMT10〜MT17のコントロー
ルゲートCGがそれぞれワード線WL10〜WL17に
接続されている。メモリセルトランジスタMT10のド
レインはゲート電極が選択信号供給線DSG10に接続
された選択トランジスタDST10を介してビット線B
Lに接続され、メモリセルトランジスタMT17のソー
スはゲート電極が選択信号供給線SSG10に接続され
たNMOSトランジスタからなる選択トランジスタSS
T10を介してソース線SRLに接続されている。
【0030】そして、本実施形態に係るメモリストリン
グMSTRにおける選択トランジスタDST10は、し
きい値Vths10 が可変なトランジスタ、たとえばメモリ
セルトランジスタと同様なスタックゲート型のトランジ
スタにより構成されている。選択トランジスタDST1
0のしきい値電圧ths10 は、たとえば0V〜1V程度の
値に可変とすることができ、後述するように、動作(特
に書き込み動作)に応じて必要なしきい値をとるよう
に、選択信号供給線DSG10への印加電圧が制御され
る。
グMSTRにおける選択トランジスタDST10は、し
きい値Vths10 が可変なトランジスタ、たとえばメモリ
セルトランジスタと同様なスタックゲート型のトランジ
スタにより構成されている。選択トランジスタDST1
0のしきい値電圧ths10 は、たとえば0V〜1V程度の
値に可変とすることができ、後述するように、動作(特
に書き込み動作)に応じて必要なしきい値をとるよう
に、選択信号供給線DSG10への印加電圧が制御され
る。
【0031】そして、メモリストリングMSTRの各メ
モリセルトランジスタMT10〜MT17、選択トラン
ジスタDST10,SST10はpウェルに形成されて
おり、このpウェルがウェル電圧制御回路WVCに接続
されている。また、選択信号供給線DSG10は駆動電
圧VDSGの供給ライン(図示せず)に接続され、選択
信号供給線SSG10は駆動電圧VSSGの供給ライン
(図示せず)に接続されいる。なお、選択信号供給線D
SG10、SSG10は、たとえば図示しない高耐圧N
MOSトランジスタを介して駆動電圧VDSG,VSS
Gの供給ラインに接続さる。
モリセルトランジスタMT10〜MT17、選択トラン
ジスタDST10,SST10はpウェルに形成されて
おり、このpウェルがウェル電圧制御回路WVCに接続
されている。また、選択信号供給線DSG10は駆動電
圧VDSGの供給ライン(図示せず)に接続され、選択
信号供給線SSG10は駆動電圧VSSGの供給ライン
(図示せず)に接続されいる。なお、選択信号供給線D
SG10、SSG10は、たとえば図示しない高耐圧N
MOSトランジスタを介して駆動電圧VDSG,VSS
Gの供給ラインに接続さる。
【0032】次に、上記構成による消去動作を伴う書き
込み動作について、図3、図4、図5および図6に関連
付けて説明する。ここでは、書き込み動作は図2におけ
るメモリセルトランジスタMT13に対して行う場合を
例に説明する。なお、図3は書き込み動作を説明するた
めのフローチャート、図4は書き込み前の消去動作時の
選択ストリングと非選択ストリングのバイアス条件を示
す図、図5は書き込み時の選択ストリングと非選択スト
リングのバイアス条件を示す図、図6は書き込み動作後
に選択トランジスタのしきい値電圧を高しきい値化する
場合の選択ストリングと非選択ストリングのバイアス条
件を示す図である。
込み動作について、図3、図4、図5および図6に関連
付けて説明する。ここでは、書き込み動作は図2におけ
るメモリセルトランジスタMT13に対して行う場合を
例に説明する。なお、図3は書き込み動作を説明するた
めのフローチャート、図4は書き込み前の消去動作時の
選択ストリングと非選択ストリングのバイアス条件を示
す図、図5は書き込み時の選択ストリングと非選択スト
リングのバイアス条件を示す図、図6は書き込み動作後
に選択トランジスタのしきい値電圧を高しきい値化する
場合の選択ストリングと非選択ストリングのバイアス条
件を示す図である。
【0033】まず、データの書き込み動作に先立って、
書き込み対象の選択ブロックに対する消去動作および選
択ストリングの選択トランジスタのしきい値電圧Vths1
0 の低しきい値電圧化が行われる(S1,S2)。具体
的には、ウェル電圧制御回路WVCによりn型基板とp
ウェルにたとえば20V程度の高電圧が印加される。そ
して、図4(a)に示すように、ロー回路RCにより選
択されたストリングのメモリセルトランジスタMT10
〜WL17のコントロールゲートが接続されたワード線
WL10〜WL17に0Vが印加されるとともに、選択
トランジスタDST10のゲート電極(コントロールゲ
ートに相当)が接続された選択信号供給線DSG10に
0V、ソース線SRL側の選択トランジスタSST10
のゲート電極が接続された選択信号供給線SSG10に
20Vが印加される。このとき、カラム回路CC等によ
りビット線BLおよびソース線SRLはフローティング
状態に保持される。これにより、メモリセルトランジス
タMT10〜WL17のフローティングゲートから基板
へトンネル電流が流れ、電子が抜ける。すなわち、デー
タが消去され、メモリセルのしきい値電圧Vthが正から
負へシフトする。また、このとき、ビット線BL側の選
択トランジスタDST10のしきい値電圧Vths10 が1
Vから0Vに遷移する。すなわち低しきい値電圧化され
る。
書き込み対象の選択ブロックに対する消去動作および選
択ストリングの選択トランジスタのしきい値電圧Vths1
0 の低しきい値電圧化が行われる(S1,S2)。具体
的には、ウェル電圧制御回路WVCによりn型基板とp
ウェルにたとえば20V程度の高電圧が印加される。そ
して、図4(a)に示すように、ロー回路RCにより選
択されたストリングのメモリセルトランジスタMT10
〜WL17のコントロールゲートが接続されたワード線
WL10〜WL17に0Vが印加されるとともに、選択
トランジスタDST10のゲート電極(コントロールゲ
ートに相当)が接続された選択信号供給線DSG10に
0V、ソース線SRL側の選択トランジスタSST10
のゲート電極が接続された選択信号供給線SSG10に
20Vが印加される。このとき、カラム回路CC等によ
りビット線BLおよびソース線SRLはフローティング
状態に保持される。これにより、メモリセルトランジス
タMT10〜WL17のフローティングゲートから基板
へトンネル電流が流れ、電子が抜ける。すなわち、デー
タが消去され、メモリセルのしきい値電圧Vthが正から
負へシフトする。また、このとき、ビット線BL側の選
択トランジスタDST10のしきい値電圧Vths10 が1
Vから0Vに遷移する。すなわち低しきい値電圧化され
る。
【0034】また、この消去動作時には、非選択ストリ
ングに対しては、図4(b)に示すように、メモリセル
トランジスタMT10〜WL17のコントロールゲート
が接続されたワード線WL10〜WL17、選択トラン
ジスタDST10,SST10のゲート電極が接続され
た選択信号供給線DSG10,SSG10に20Vが印
加される。これにより、非選択ストリングのデータの消
去が抑止されるとともに、ビット線BL側の選択トラン
ジスタDST10のしきい値電圧Vths10 が1Vのまま
に保持される。すなわち低しきい値電圧化が抑止され
る。
ングに対しては、図4(b)に示すように、メモリセル
トランジスタMT10〜WL17のコントロールゲート
が接続されたワード線WL10〜WL17、選択トラン
ジスタDST10,SST10のゲート電極が接続され
た選択信号供給線DSG10,SSG10に20Vが印
加される。これにより、非選択ストリングのデータの消
去が抑止されるとともに、ビット線BL側の選択トラン
ジスタDST10のしきい値電圧Vths10 が1Vのまま
に保持される。すなわち低しきい値電圧化が抑止され
る。
【0035】以上の消去動作が終了すると、書き込み動
作が行われる(S3,S4)。具体的には、たとえば図
5(a)に示すように、メモリセルトランジスタMT1
3にデータを書き込む場合には、選択ワード線WL13
に20V、非選択ワード線WL10〜WL12、WL1
4〜WL17に中間電圧10Vが印加され、選択信号供
給線DSG1に3V、選択信号供給線SSG1に0Vが
印加され、ビット線BLに書き込みデータに応じて0V
または3Vが印加される。このとき、ソース線SRLは
接地レベル(0V)に保持され、ウェル電圧制御回路2
0によりpウェル12に対して0Vが印加され、基板も
0Vに保持される。これにより、メモリセルトランジス
タMT13に所望のデータが書き込まれ、他のメモリセ
ルトランジスタMT10〜MT12,MT14〜MT1
7への書き込みは行われない。これにより、たとえばメ
モリセルのしきい値電圧Vthがそのままに保持される
か、負から正へシフトする。
作が行われる(S3,S4)。具体的には、たとえば図
5(a)に示すように、メモリセルトランジスタMT1
3にデータを書き込む場合には、選択ワード線WL13
に20V、非選択ワード線WL10〜WL12、WL1
4〜WL17に中間電圧10Vが印加され、選択信号供
給線DSG1に3V、選択信号供給線SSG1に0Vが
印加され、ビット線BLに書き込みデータに応じて0V
または3Vが印加される。このとき、ソース線SRLは
接地レベル(0V)に保持され、ウェル電圧制御回路2
0によりpウェル12に対して0Vが印加され、基板も
0Vに保持される。これにより、メモリセルトランジス
タMT13に所望のデータが書き込まれ、他のメモリセ
ルトランジスタMT10〜MT12,MT14〜MT1
7への書き込みは行われない。これにより、たとえばメ
モリセルのしきい値電圧Vthがそのままに保持される
か、負から正へシフトする。
【0036】また、この書き込み動作時には、非選択ス
トリングに対しては、図5(b)に示すように、メモリ
セルトランジスタMT10〜WL17のコントロールゲ
ートが接続されたワード線WL0〜WL7、選択トラン
ジスタDST10,SST10のゲート電極が接続され
た選択信号供給線DSG10,SSG10に0Vが印加
される。そして、カラム回路CC等によりビット線BL
およびソース線SRLに0Vが印加される。したがっ
て、ビット線BL側の選択トランジスタDST10のし
きい値電圧Vths10 が1Vのままに保持されることか
ら、非選択ストリングを介するリーク電流の発生が防止
される。一方、選択ストリングのチャネル電圧は、選択
トランジスタDST10のしきい値電圧Vths10 が0V
となっていることから、0〜3Vの範囲で制御可能であ
り、メモリセルへの書き込み禁止動作の制御性および特
性改善が可能である。
トリングに対しては、図5(b)に示すように、メモリ
セルトランジスタMT10〜WL17のコントロールゲ
ートが接続されたワード線WL0〜WL7、選択トラン
ジスタDST10,SST10のゲート電極が接続され
た選択信号供給線DSG10,SSG10に0Vが印加
される。そして、カラム回路CC等によりビット線BL
およびソース線SRLに0Vが印加される。したがっ
て、ビット線BL側の選択トランジスタDST10のし
きい値電圧Vths10 が1Vのままに保持されることか
ら、非選択ストリングを介するリーク電流の発生が防止
される。一方、選択ストリングのチャネル電圧は、選択
トランジスタDST10のしきい値電圧Vths10 が0V
となっていることから、0〜3Vの範囲で制御可能であ
り、メモリセルへの書き込み禁止動作の制御性および特
性改善が可能である。
【0037】書き込み動作が終了すると、低しきい値電
圧化されている、選択ストリングのビット線BL側の選
択トランジスタDST10のしきい値電圧Vths10 を0
Vから1Vに戻す高しきい値電圧化が行われる(S
5)。具体的には、図6(a)に示すように、ワード線
WL0〜WL7に0Vが印加されるとともに、選択トラ
ンジスタDST10のゲート電極(コントロールゲート
に相当)が接続された選択信号供給線DSG10に20
V、ソース線SRL側の選択トランジスタSST10の
ゲート電極が接続された選択信号供給線SSG10に0
Vが印加される。このとき、カラム回路CC等によりビ
ット線BLおよびソース線SRLは0Vに保持される。
これにより、ビット線BL側の選択トランジスタDST
10のしきい値電圧Vths10 が0Vから1Vに遷移す
る。
圧化されている、選択ストリングのビット線BL側の選
択トランジスタDST10のしきい値電圧Vths10 を0
Vから1Vに戻す高しきい値電圧化が行われる(S
5)。具体的には、図6(a)に示すように、ワード線
WL0〜WL7に0Vが印加されるとともに、選択トラ
ンジスタDST10のゲート電極(コントロールゲート
に相当)が接続された選択信号供給線DSG10に20
V、ソース線SRL側の選択トランジスタSST10の
ゲート電極が接続された選択信号供給線SSG10に0
Vが印加される。このとき、カラム回路CC等によりビ
ット線BLおよびソース線SRLは0Vに保持される。
これにより、ビット線BL側の選択トランジスタDST
10のしきい値電圧Vths10 が0Vから1Vに遷移す
る。
【0038】このとき、非選択ストリングに対しては、
図6(b)に示すように、メモリセルトランジスタMT
10〜WL17のコントロールゲートが接続されたワー
ド線WL0〜WL7、選択トランジスタDST10,S
ST10のゲート電極が接続された選択信号供給線DS
G10,SSG10に0Vが印加される。また、カラム
回路CC等によりビット線BLおよびソース線SRLに
0Vが印加される。
図6(b)に示すように、メモリセルトランジスタMT
10〜WL17のコントロールゲートが接続されたワー
ド線WL0〜WL7、選択トランジスタDST10,S
ST10のゲート電極が接続された選択信号供給線DS
G10,SSG10に0Vが印加される。また、カラム
回路CC等によりビット線BLおよびソース線SRLに
0Vが印加される。
【0039】そして、ビット線BL側の選択トランジス
タDST10のしきい値電圧Vths10 を0Vから1Vに
戻すことにより、書き込み動作が終了する(S6)。
タDST10のしきい値電圧Vths10 を0Vから1Vに
戻すことにより、書き込み動作が終了する(S6)。
【0040】以上のように、本実施形態によれば、NA
ND型フラッシュEEPROMにおいて、各ストリング
をビット線BLに接続する選択トランジスタDST10
をしきい値可変なトランジスタで構成し、書き込み時に
書き込み対象のストリングの選択トランジスタのしきい
値を低しきい値電圧化(1Vから0Vへ遷移させ)し、
非選択ブロックにおけるストリングの選択トランジスタ
DST10のしきい値電圧は高いしきい値のまま(1
V)に保持し、書き込み終了後、低しきい値電圧化した
選択されたストリングの選択トランジスタのしきい値を
高いしきい値電圧(1V)に戻すようにしたので、非選
択ストリングを介するリーク電流の発生を防止でき、ま
た、選択ストリングのチャネル電圧は、選択トランジス
タDST10のしきい値電圧Vths10 が0Vとなってい
ることから、0〜3Vの範囲で制御可能であり、メモリ
セルへの書き込み禁止動作の制御性および特性改善が可
能となるという利点がある。
ND型フラッシュEEPROMにおいて、各ストリング
をビット線BLに接続する選択トランジスタDST10
をしきい値可変なトランジスタで構成し、書き込み時に
書き込み対象のストリングの選択トランジスタのしきい
値を低しきい値電圧化(1Vから0Vへ遷移させ)し、
非選択ブロックにおけるストリングの選択トランジスタ
DST10のしきい値電圧は高いしきい値のまま(1
V)に保持し、書き込み終了後、低しきい値電圧化した
選択されたストリングの選択トランジスタのしきい値を
高いしきい値電圧(1V)に戻すようにしたので、非選
択ストリングを介するリーク電流の発生を防止でき、ま
た、選択ストリングのチャネル電圧は、選択トランジス
タDST10のしきい値電圧Vths10 が0Vとなってい
ることから、0〜3Vの範囲で制御可能であり、メモリ
セルへの書き込み禁止動作の制御性および特性改善が可
能となるという利点がある。
【0041】なお、上述の説明では、2値のデータを記
憶するメモリセルトランジスタを例に説明したが、1個
のメモリセルトランジスタに少なくとも3値以上のデー
タを記録する、いわゆる、多値型の不揮発性半導体記憶
装置にも本発明が適用できることはいうまでもない。
憶するメモリセルトランジスタを例に説明したが、1個
のメモリセルトランジスタに少なくとも3値以上のデー
タを記録する、いわゆる、多値型の不揮発性半導体記憶
装置にも本発明が適用できることはいうまでもない。
【0042】たとえば図7に示すように、メモリセルト
ランジスタMT13にデータを書き込む場合には、選択
ワード線WL13に20V、非選択ワード線WL10〜
WL12、WL14〜WL17に中間電圧10Vが印加
され、しきい値電圧が1Vが0Vに低電圧化された選択
トランジスタDST10のゲート電極が接続された選択
信号供給線DSG1に3V、選択信号供給線SSG1に
0Vが印加され、データ「00」を書き込む場合にはビ
ット線BLに0Vを印加される。データ「01」を書き
込む場合にはビット線BLに1V(従来は0.7V)が
印加され、データ「02」を書き込む場合には2V(従
来は1.4V)が印加され、データ「11」を書き込む
場合にはビット線BLに3Vが印加される。
ランジスタMT13にデータを書き込む場合には、選択
ワード線WL13に20V、非選択ワード線WL10〜
WL12、WL14〜WL17に中間電圧10Vが印加
され、しきい値電圧が1Vが0Vに低電圧化された選択
トランジスタDST10のゲート電極が接続された選択
信号供給線DSG1に3V、選択信号供給線SSG1に
0Vが印加され、データ「00」を書き込む場合にはビ
ット線BLに0Vを印加される。データ「01」を書き
込む場合にはビット線BLに1V(従来は0.7V)が
印加され、データ「02」を書き込む場合には2V(従
来は1.4V)が印加され、データ「11」を書き込む
場合にはビット線BLに3Vが印加される。
【0043】このように、選択トランジスタDST10
をしきい値可変なトランジスタで構成した多値書き込み
方式を採用したフラッシュメモリにおいては、書き込み
データに応じたメモリセルのチャネル電圧を十分な電圧
間隔をおいて設定することができ、誤書き込みを防止で
きる利点がある。
をしきい値可変なトランジスタで構成した多値書き込み
方式を採用したフラッシュメモリにおいては、書き込み
データに応じたメモリセルのチャネル電圧を十分な電圧
間隔をおいて設定することができ、誤書き込みを防止で
きる利点がある。
【0044】なお、上述した実施形態では、NAND型
ストリングを例に説明したが、本発明が選択トランジス
タを介してビット線BLとメモリストリングとのデータ
の授受を行う他のフラッシュEEPROM、たとえばD
INOR型、AND型等のフラッシュEEPROMに適
用できることはいうまでもない。
ストリングを例に説明したが、本発明が選択トランジス
タを介してビット線BLとメモリストリングとのデータ
の授受を行う他のフラッシュEEPROM、たとえばD
INOR型、AND型等のフラッシュEEPROMに適
用できることはいうまでもない。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非選択ストリングを介するリーク電流の発生を防止で
き、また、選択ストリングのチャネル電圧は、選択トラ
ンジスタのしきい値電圧が低電圧に制御されていること
から、広い範囲で制御可能であり、メモリセルへの書き
込み禁止動作の制御性および特性改善が可能となるとい
う利点がある。
非選択ストリングを介するリーク電流の発生を防止で
き、また、選択ストリングのチャネル電圧は、選択トラ
ンジスタのしきい値電圧が低電圧に制御されていること
から、広い範囲で制御可能であり、メモリセルへの書き
込み禁止動作の制御性および特性改善が可能となるとい
う利点がある。
【0046】また、多値書き込み方式を採用したフラッ
シュメモリにおいては、書き込みデータに応じたメモリ
セルのチャネル電圧を十分な電圧間隔をおいて設定する
ことができ、誤書き込みを防止できる利点がある。
シュメモリにおいては、書き込みデータに応じたメモリ
セルのチャネル電圧を十分な電圧間隔をおいて設定する
ことができ、誤書き込みを防止できる利点がある。
【図1】本発明に係るフラッシュメモリのシステム構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図2】本発明に係るNAND型フラッシュメモリのメ
モリセルアレイ構造を示す図である。
モリセルアレイ構造を示す図である。
【図3】本発明に係るNAND型フラッシュメモリの書
き込み動作を説明するためのフローチャートである。
き込み動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】本発明に係るNAND型フラッシュメモリにお
ける書き込み前の消去動作時の選択ストリングと非選択
ストリングのバイアス条件を示す図である。
ける書き込み前の消去動作時の選択ストリングと非選択
ストリングのバイアス条件を示す図である。
【図5】本発明に係るNAND型フラッシュメモリにお
ける書き込み時の選択ストリングと非選択ストリングの
バイアス条件を示す図である。
ける書き込み時の選択ストリングと非選択ストリングの
バイアス条件を示す図である。
【図6】本発明に係るNAND型フラッシュメモリにお
ける書き込み動作後に選択トランジスタのしきい値電圧
を高しきい値化する場合の選択ストリングと非選択スト
リングのバイアス条件を示す図である。
ける書き込み動作後に選択トランジスタのしきい値電圧
を高しきい値化する場合の選択ストリングと非選択スト
リングのバイアス条件を示す図である。
【図7】本発明に係る多値書き込み方式を採用したフラ
ッシュメモリにおける書き込み動作を説明するための図
である。
ッシュメモリにおける書き込み動作を説明するための図
である。
【図8】NAND型フラッシュEEPROMのメモリア
レイ構造を示す図である。
レイ構造を示す図である。
【図9】本発明に係るNANDフラッシュメモリにおい
て、1個のメモリトランジスタに2ビットからなり4値
をとるデータを記録する場合の、しきい値電圧Vthレ
ベルとデータの分布との関係を示す図である。
て、1個のメモリトランジスタに2ビットからなり4値
をとるデータを記録する場合の、しきい値電圧Vthレ
ベルとデータの分布との関係を示す図である。
【図10】従来の多値書き込み方式を採用したフラッシ
ュメモリにおける書き込み動作を説明するための図であ
る。
ュメモリにおける書き込み動作を説明するための図であ
る。
【符号の説明】 MT10〜MT17…メモリセルトランジスタ、DST
10,SST10…選択トランジスタ、WL0〜WL7
…ワード線、BL…ビット線、DSG10,SSG10
…選択信号供給線、RC…ロー回路、CC…カラム回
路、WVC…ウェル電圧制御回路。
10,SST10…選択トランジスタ、WL0〜WL7
…ワード線、BL…ビット線、DSG10,SSG10
…選択信号供給線、RC…ロー回路、CC…カラム回
路、WVC…ウェル電圧制御回路。
Claims (21)
- 【請求項1】 接続されたワード線およびビット線への
印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷量が変化
し、その変化に応じてしきい値電圧が変化するメモリセ
ルトランジスタを有し、上記ビット線の電位に応じたデ
ータの書き込みを行う不揮発性半導体記憶装置であっ
て、 上記メモリセルトランジスタと上記ビット線との間に接
続され、ゲート電極への選択信号の入力レベルに応じて
しきい値電圧が可変な選択トランジスタを有する不揮発
性半導体記憶装置。 - 【請求項2】 書き込み動作を行う際に、上記選択トラ
ンジスタのしきい値電圧を低く設定する手段を有する請
求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項3】 書き込み動作終了後、上記選択トランジ
スタのしきい値電圧を書き込み時の設定しきい値電圧よ
り高く設定する手段を有する請求項1記載の不揮発性半
導体記憶装置。 - 【請求項4】 上記書き込み動作終了後、上記選択トラ
ンジスタのしきい値電圧を上記書き込み時の設定しきい
値電圧より高く設定する手段を有する請求項2記載の不
揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項5】 上記選択トランジスタは、上記メモリセ
ルトランジスタと構造が等価なトランジスタにより構成
されている請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項6】 上記選択トランジスタは、上記メモリセ
ルトランジスタと構造が等価なトランジスタにより構成
されている請求項2記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項7】 接続されたワード線およびビット線への
印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷量が変化
し、その変化に応じてしきい値電圧が変化するメモリセ
ルトランジスタを有し、消去動作を行った後に上記ビッ
ト線の電位に応じたデータの書き込みを行う不揮発性半
導体記憶装置であって、 上記メモリセルトランジスタと上記ビット線との間に接
続され、ゲート電極への選択信号の入力レベルに応じて
しきい値電圧が可変な選択トランジスタと、 上記書き込み前消去動作時に、上記選択トランジスタの
しきい値電圧を低く設定して書き込みを行い、書き込み
終了したならば上記選択トランジスタのしきい値電圧を
書き込み時の設定しきい値電圧より高く設定する手段と
を有する不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項8】 上記選択トランジスタは、上記メモリセ
ルトランジスタと構造が等価なトランジスタにより構成
されている請求項7記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項9】 接続されたワード線およびビット線への
印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷量が変化
し、その変化に応じてしきい値電圧が変化するメモリト
ランジスタを有し、読み出し時には、しきい値電圧に応
じて設定されるワード線電圧と蓄積電荷量に基づくデー
タをビット線に出力するNAND構造の不揮発性半導体
記憶装置であって、 上記メモリセルトランジスタと上記ビット線との間に接
続され、ゲート電極への選択信号の入力レベルに応じて
しきい値電圧が可変な選択トランジスタを有する不揮発
性半導体記憶装置。 - 【請求項10】 書き込み動作を行う際に、上記選択ト
ランジスタのしきい値電圧を低く設定する手段を有する
請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項11】 書き込み動作終了後、上記選択トラン
ジスタのしきい値電圧を書き込み時の設定しきい値電圧
より高く設定する手段を有する請求項9記載の不揮発性
半導体記憶装置。 - 【請求項12】 上記書き込み動作終了後、上記選択ト
ランジスタのしきい値電圧を上記書き込み時の設定しき
い値電圧より高く設定する手段を有する請求項10記載
の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項13】 上記選択トランジスタは、上記メモリ
セルトランジスタと構造が等価なトランジスタにより構
成されている請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項14】 上記選択トランジスタは、上記メモリ
セルトランジスタと構造が等価なトランジスタにより構
成されている請求項10記載の不揮発性半導体記憶装
置。 - 【請求項15】 接続されたワード線およびビット線へ
の印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷量が変
化し、その変化に応じてしきい値電圧が変化するメモリ
トランジスタを有し、上記メモリトランジスタのしきい
値電圧に応じて1個のメモリトランジスタに3値以上の
多値データを記録し、読み出し時には、しきい値電圧に
応じて設定されるワード線電圧と蓄積電荷量に基づくデ
ータをビット線に出力するNAND構造の不揮発性半導
体記憶装置であって、 上記メモリセルトランジスタと上記ビット線との間に接
続され、ゲート電極への選択信号の入力レベルに応じて
しきい値電圧が可変な選択トランジスタを有する不揮発
性半導体記憶装置。 - 【請求項16】 書き込み動作を行う際に、上記選択ト
ランジスタのしきい値電圧を低く設定する手段を有する
請求項15記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項17】 書き込み動作終了後、上記選択トラン
ジスタのしきい値電圧を書き込み時の設定しきい値電圧
より高く設定する手段を有する請求項15記載の不揮発
性半導体記憶装置。 - 【請求項18】 上記書き込み動作終了後、上記選択ト
ランジスタのしきい値電圧を上記書き込み時の設定しき
い値電圧より高く設定する手段を有する請求項16記載
の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項19】 上記選択トランジスタは、上記メモリ
セルトランジスタと構造が等価なトランジスタにより構
成されている請求項15記載の不揮発性半導体記憶装
置。 - 【請求項20】 上記選択トランジスタは、上記メモリ
セルトランジスタと構造が等価なトランジスタにより構
成されている請求項16記載の不揮発性半導体記憶装
置。 - 【請求項21】 接続されたワード線およびビット線へ
の印加電圧に応じて電荷蓄積部に蓄積された電荷量が変
化し、その変化に応じてしきい値電圧が変化するメモリ
セルトランジスタを有し、消去動作を行った後に上記ビ
ット線の電位に応じたデータの書き込みをしきい値電圧
可変な選択トランジスタを介して行う不揮発性半導体記
憶装置のデータ書き込み方法であって、 書き込み前消去動作時に、上記選択トランジスタのしき
い値電圧を低く設定し、 選択トランジスタのしきい値電圧が低い状態でデータの
書き込みを行い、 書き込み終了後、上記選択トランジスタのしきい値電圧
を書き込み時の設定しきい値電圧より高く設定する不揮
発性半導体記憶装置のデータ書き込み方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24396097A JPH1186571A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 不揮発性半導体記憶装置およびそのデータ書き込み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24396097A JPH1186571A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 不揮発性半導体記憶装置およびそのデータ書き込み方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186571A true JPH1186571A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17111609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24396097A Pending JPH1186571A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 不揮発性半導体記憶装置およびそのデータ書き込み方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1186571A (ja) |
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-
1997
- 1997-09-09 JP JP24396097A patent/JPH1186571A/ja active Pending
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