JPS63251998A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPS63251998A JPS63251998A JP62087401A JP8740187A JPS63251998A JP S63251998 A JPS63251998 A JP S63251998A JP 62087401 A JP62087401 A JP 62087401A JP 8740187 A JP8740187 A JP 8740187A JP S63251998 A JPS63251998 A JP S63251998A
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- transistor
- line
- gate
- control gate
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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〕
この発明は半導体記憶装置に関し、特に例えば電気的に
占込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置(以下EE
PROMという)に関するものである。
占込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置(以下EE
PROMという)に関するものである。
EEPROMのコラムラッチとしては、例えばIE[E
l5SCCDigest of Technica
l Papers p、170(1985)に示され
たものがある。
l5SCCDigest of Technica
l Papers p、170(1985)に示され
たものがある。
第3図は従来の64にビットEEFROMのメモリセル
アレイおよび上記文献に係るコラムラッチを部分的に示
す回路図である。図においてMOl、M M
は各々1バイトのメモリセルo is、o・ 0
.1 ブロックであり、図示しないがM2S、511までの計
8192バイトのメモリセルブロックが設けられる。1
バイトは8ビツトより構成され、総計64にビットとな
る。各1ビツトのメモリセルは選択ゲートトランジスタ
1およびメモリトランジスタ2から成り、選択ゲートト
ランジスタ1のドレインはビットm3に、ゲートはワー
ド線4に、ソースはメモリトランジスタ2のトレインに
それぞれ接続される。メモリトランジスタ2のソースは
接地される。ワード線4はメモリセルブロックM。。
アレイおよび上記文献に係るコラムラッチを部分的に示
す回路図である。図においてMOl、M M
は各々1バイトのメモリセルo is、o・ 0
.1 ブロックであり、図示しないがM2S、511までの計
8192バイトのメモリセルブロックが設けられる。1
バイトは8ビツトより構成され、総計64にビットとな
る。各1ビツトのメモリセルは選択ゲートトランジスタ
1およびメモリトランジスタ2から成り、選択ゲートト
ランジスタ1のドレインはビットm3に、ゲートはワー
ド線4に、ソースはメモリトランジスタ2のトレインに
それぞれ接続される。メモリトランジスタ2のソースは
接地される。ワード線4はメモリセルブロックM。。
。・・・のアレイの列数に対応して全部で512本設け
られ、Xデコーダ5の出力によりいずれか1本が選択さ
れる。
られ、Xデコーダ5の出力によりいずれか1本が選択さ
れる。
各ビット線3はYゲートトランジスタ6のソースに接続
され、このYゲートトランジスタ6のゲートはYゲート
線7に、ドインはI10線8にそれぞれ接続される。I
10線8は各メモリセルブロックM。、0・・・に対し
1バイトのデータを同時に入出力可能なように、l10
o−I2O3の8本設けられる。YゲートIa7はメモ
リセルブロックMo、o・・・のアレイの行数に対応し
て全部で166本設られ、Yデコーダ9の出力によりい
ずれか1本が選択される。各Yゲート線7には、前述し
た各々8個のYゲートトランジスタ6とは別のYゲート
トランジスタ10のゲートが接続され、このYゲートト
ランジスタ10のソースはコントロールゲート線11に
、ドレインはCG線12にそれぞれ接続される。
され、このYゲートトランジスタ6のゲートはYゲート
線7に、ドインはI10線8にそれぞれ接続される。I
10線8は各メモリセルブロックM。、0・・・に対し
1バイトのデータを同時に入出力可能なように、l10
o−I2O3の8本設けられる。YゲートIa7はメモ
リセルブロックMo、o・・・のアレイの行数に対応し
て全部で166本設られ、Yデコーダ9の出力によりい
ずれか1本が選択される。各Yゲート線7には、前述し
た各々8個のYゲートトランジスタ6とは別のYゲート
トランジスタ10のゲートが接続され、このYゲートト
ランジスタ10のソースはコントロールゲート線11に
、ドレインはCG線12にそれぞれ接続される。
また各ワード線4には、前述した各メモリセルの選択ゲ
ートトランジスタ1とは別の、各メモリセルブロックM
O9o・・・ごとに1つの、すなわち1バイトごとに1
つの選択ゲートトランジスタ13のゲートが接続される
。各選択ゲートトランジスタ13のドレインは対応のコ
ントロールゲート線11に、ソースは対応のメモリセル
ブロック内の8個の各メモリトランジスタ2のコントロ
ールゲートにそれぞれ接続される。
ートトランジスタ1とは別の、各メモリセルブロックM
O9o・・・ごとに1つの、すなわち1バイトごとに1
つの選択ゲートトランジスタ13のゲートが接続される
。各選択ゲートトランジスタ13のドレインは対応のコ
ントロールゲート線11に、ソースは対応のメモリセル
ブロック内の8個の各メモリトランジスタ2のコントロ
ールゲートにそれぞれ接続される。
各ビット線3の終端には、高圧スイッチ14ならびに、
インバータ15およびトランジスタ16から成るビット
線ラッチ17が設けらける。インバータ15はトランジ
スタ18.19から成り、トランジスタ18はディプリ
ーション形である。
インバータ15およびトランジスタ16から成るビット
線ラッチ17が設けらける。インバータ15はトランジ
スタ18.19から成り、トランジスタ18はディプリ
ーション形である。
トランジスタ18のドレインには制御信号C0N1が与
えられ、そのゲートおよびソースはトランジスタ19の
ドレインおよびトランジスタ16のゲートに接続される
。トランジスタ16.19のソースは接地され、トラン
ジスタ16のドレインはビット線3に接続される。
えられ、そのゲートおよびソースはトランジスタ19の
ドレインおよびトランジスタ16のゲートに接続される
。トランジスタ16.19のソースは接地され、トラン
ジスタ16のドレインはビット線3に接続される。
同様に各コントロールゲート線11の終端には、高圧ス
イッチ20ならびに、インバータ21およびトランジス
タ22から成るコントロールゲート線ラッチ23が設け
らける。インバータ21はトランジスタ24.25から
成り、トランジスタ24はディプリーション形である。
イッチ20ならびに、インバータ21およびトランジス
タ22から成るコントロールゲート線ラッチ23が設け
らける。インバータ21はトランジスタ24.25から
成り、トランジスタ24はディプリーション形である。
トランジスタ24のドレインには制御信号C0N1が与
えられ、そのゲートおよびソースはトランジスタ25の
ドレインおよびトランジスタ22のゲートに接続される
。トランジスタ22.25のソースは接地され、トラン
ジスタ22のドレインはコントロールゲート線11に接
続される。上述したビット線ラッチ17およびコントロ
ールゲート線ラッチ23を総称してコラムラッチという
。
えられ、そのゲートおよびソースはトランジスタ25の
ドレインおよびトランジスタ22のゲートに接続される
。トランジスタ22.25のソースは接地され、トラン
ジスタ22のドレインはコントロールゲート線11に接
続される。上述したビット線ラッチ17およびコントロ
ールゲート線ラッチ23を総称してコラムラッチという
。
第4図は高圧スイッチ14.20を詳細に示す回路図で
ある。ビット線3の高圧スイッチ14はトランジスタ2
6.27および容量C1から構成される。トランジスタ
26のドレインには、図示しないヂャージボンブなどの
高電圧発生源から高電圧■3,1が与えられる。トラン
ジスタ26のゲートはノードN1においてビット線3お
よびトランジスタ27のソースと接続され、そのソース
tよノードN2において容量C1の一方電極およびトラ
ンジスタ27のゲートおよびドレインと接続される。容
量C1の他方電極にはチャージアップクロック信号φが
与えられる。またコントロールゲート線11の高圧スイ
ッチ20はトランジスタ28.29および容MC2から
成り、その構成は前述したビット線3の高圧スイッチ1
4と同様である。
ある。ビット線3の高圧スイッチ14はトランジスタ2
6.27および容量C1から構成される。トランジスタ
26のドレインには、図示しないヂャージボンブなどの
高電圧発生源から高電圧■3,1が与えられる。トラン
ジスタ26のゲートはノードN1においてビット線3お
よびトランジスタ27のソースと接続され、そのソース
tよノードN2において容量C1の一方電極およびトラ
ンジスタ27のゲートおよびドレインと接続される。容
量C1の他方電極にはチャージアップクロック信号φが
与えられる。またコントロールゲート線11の高圧スイ
ッチ20はトランジスタ28.29および容MC2から
成り、その構成は前述したビット線3の高圧スイッチ1
4と同様である。
一方、第3図に示したメモリトランジスタ2のゲートは
2層になっていて、下側のゲートは絶縁体で覆われてお
り、フローティングゲートと呼ばれる。この70−ティ
ングゲートに正負の電荷を蓄積することにより、メモリ
トランジスタ2のしきい値を変化させ、“0”、“1′
′の2値情報を記憶する。フローティングゲートとトレ
インがオーバラップしている部分の一部の酸化膜は非常
に薄く形成されていて、この薄い酸化膜中を電子をトン
ネルさせ、70−ティングゲートとドレインとの間でや
り取りする。すなわち、コントロールゲートに高圧を印
加してフローティングゲートに電子を注入し、メモリト
ランジスタ2のしきい値を高い方にシフトさせることを
消去と呼び、情報゛1”が記憶される。またドレインに
高圧を印加してフローティングゲートから電子を引き抜
き、メモリトランジスタ2のしきい値を低い方にシフト
させることをプログラムと呼び、情報“0″が配憶され
る。消去のときはワード線4およびコントロールゲート
線11に高圧を印加し、ビット線3を接地電位にする。
2層になっていて、下側のゲートは絶縁体で覆われてお
り、フローティングゲートと呼ばれる。この70−ティ
ングゲートに正負の電荷を蓄積することにより、メモリ
トランジスタ2のしきい値を変化させ、“0”、“1′
′の2値情報を記憶する。フローティングゲートとトレ
インがオーバラップしている部分の一部の酸化膜は非常
に薄く形成されていて、この薄い酸化膜中を電子をトン
ネルさせ、70−ティングゲートとドレインとの間でや
り取りする。すなわち、コントロールゲートに高圧を印
加してフローティングゲートに電子を注入し、メモリト
ランジスタ2のしきい値を高い方にシフトさせることを
消去と呼び、情報゛1”が記憶される。またドレインに
高圧を印加してフローティングゲートから電子を引き抜
き、メモリトランジスタ2のしきい値を低い方にシフト
させることをプログラムと呼び、情報“0″が配憶され
る。消去のときはワード線4およびコントロールゲート
線11に高圧を印加し、ビット線3を接地電位にする。
プログラムのときはワード線4およびビット線3に高圧
を印加し、コントロールゲート線11を接地電位にする
。
を印加し、コントロールゲート線11を接地電位にする
。
第3図に示すように、1バイトのメモリセルのメモリト
ランジスタ2のコントロールゲートは共通接続されてお
り、プログラムを行うときにはこの8個のメモリセルに
対しまず一括消去が行なわれてすべて“1″が書込まれ
た後、当該8個のうち情報“0”を書込むべきビットの
メモリセルに対し一括プログラム動作を行う。消去およ
びプログラム時に印加される高圧パルスの時間幅は通常
1ミリ秒ないし数ミリ秒程度であるので、1バイトのメ
モリセルにデータを書込むためには10ミリ秒程度の時
間を要する。したがって、バイトごとに書込みを行なっ
ていたのでは、チップ全体にデータを書込むためには非
常に良い時間を必要とする。
ランジスタ2のコントロールゲートは共通接続されてお
り、プログラムを行うときにはこの8個のメモリセルに
対しまず一括消去が行なわれてすべて“1″が書込まれ
た後、当該8個のうち情報“0”を書込むべきビットの
メモリセルに対し一括プログラム動作を行う。消去およ
びプログラム時に印加される高圧パルスの時間幅は通常
1ミリ秒ないし数ミリ秒程度であるので、1バイトのメ
モリセルにデータを書込むためには10ミリ秒程度の時
間を要する。したがって、バイトごとに書込みを行なっ
ていたのでは、チップ全体にデータを書込むためには非
常に良い時間を必要とする。
このため、64にビット以上の高集積EEPROMでは
、同一ワード線4上の複数バイト(第3図の例では16
バイト)について一括書込みを行 ゛なうページモー
ドという機能が備えられており、第5図はそのページモ
ード書込みの簡単なブロック図を示す。ページモード書
込みでは、書込みサイクルは外部書込みサイクルS1と
内部書込みサイクルS2とに分けられる。外部書込みサ
イクルS1は、外部からデバイスにデータを書込むサイ
クルであり、例えばスタティックRAMに書込むのと同
様な方法でアドレス指定を行ない、データを入力する。
、同一ワード線4上の複数バイト(第3図の例では16
バイト)について一括書込みを行 ゛なうページモー
ドという機能が備えられており、第5図はそのページモ
ード書込みの簡単なブロック図を示す。ページモード書
込みでは、書込みサイクルは外部書込みサイクルS1と
内部書込みサイクルS2とに分けられる。外部書込みサ
イクルS1は、外部からデバイスにデータを書込むサイ
クルであり、例えばスタティックRAMに書込むのと同
様な方法でアドレス指定を行ない、データを入力する。
しかし、このサイクルでは、入力されたデータはメモリ
セルに書込まれるのではなく、以下に述べるようにして
各ビット線3.コントロールゲート線11に設けられた
コラムラッチ19゜25にとり込まれる。
セルに書込まれるのではなく、以下に述べるようにして
各ビット線3.コントロールゲート線11に設けられた
コラムラッチ19゜25にとり込まれる。
すなわち外部書込みサイクルS1になると、制御信号C
0NIが電源電圧レベル(5V)になり、インバータ1
5.21が活性化される。CG線12には電源電圧レベ
ル(“H11レベル)の信号が印加され、l10Iii
8には入力データの反転信号が印加される。またアドレ
ス指定を受けたYデコーダ9の働きにより、書込みたい
バイトに対応する唯1本のYゲート線7のみが“FI
ITレベルになり、当該バイトのYゲートトランジスタ
6および10が導通する。これにより当該バイトのコン
トロールゲート線11がCG線12に接続されて“H”
レベルになるとともに、当該バイトの8本のビット線3
が対応のI10線8にそれぞれ接続されて、入力データ
の“0゛′に対応して“H”レベル、1″に対応して“
L″レベルなる。これにより、書込みたいバイトのビッ
ト線3およびコントロールゲート線11のそれぞれの電
位は、対応のコラムラッチ17.23にラッチされる。
0NIが電源電圧レベル(5V)になり、インバータ1
5.21が活性化される。CG線12には電源電圧レベ
ル(“H11レベル)の信号が印加され、l10Iii
8には入力データの反転信号が印加される。またアドレ
ス指定を受けたYデコーダ9の働きにより、書込みたい
バイトに対応する唯1本のYゲート線7のみが“FI
ITレベルになり、当該バイトのYゲートトランジスタ
6および10が導通する。これにより当該バイトのコン
トロールゲート線11がCG線12に接続されて“H”
レベルになるとともに、当該バイトの8本のビット線3
が対応のI10線8にそれぞれ接続されて、入力データ
の“0゛′に対応して“H”レベル、1″に対応して“
L″レベルなる。これにより、書込みたいバイトのビッ
ト線3およびコントロールゲート線11のそれぞれの電
位は、対応のコラムラッチ17.23にラッチされる。
すなわち例えばビット線3が“H”レベルのとき、イン
バータ15によりトランジスタ16のゲートには“L”
レベルが印加され、トランジスタ16は非導通となる。
バータ15によりトランジスタ16のゲートには“L”
レベルが印加され、トランジスタ16は非導通となる。
これによりYゲート線7が゛L″レベルになりYゲート
トランジスタ6が非導通となった優も、ビット線3は“
H″レベルフ0−テイング状態に維持される。またビッ
ト線3が11 L IIレベルのときはインバータ15
の作用でトランジスタ16が導通することにより、“L
”レベルがラッチされる。コントロールゲート線11の
ラッチについても同様である。
トランジスタ6が非導通となった優も、ビット線3は“
H″レベルフ0−テイング状態に維持される。またビッ
ト線3が11 L IIレベルのときはインバータ15
の作用でトランジスタ16が導通することにより、“L
”レベルがラッチされる。コントロールゲート線11の
ラッチについても同様である。
次に別のアドレス指定を行ない、データを入力すること
により、同一ワード線4上の別の書込みたいバイトに対
応するコラムラッチ17.23にその情報をラッチする
。このような動作を繰り返すことにより、1ペ一ジ分の
書込み情報をコラムラッチ17.23に蓄積する。すな
わちコラムラッチ17.23の役目は、データを更新す
べきバイトのコントロールゲート線11の電位をほぼ電
源電圧レベル(“H”レベルフローティング状態)に保
ち、またデータ“0”を書込みたいビットのビット線3
の電位をほぼ電源電圧レベルに保つことである。この外
部書込みサイクルS1の継続する期間はタイマー王によ
り制御されている。
により、同一ワード線4上の別の書込みたいバイトに対
応するコラムラッチ17.23にその情報をラッチする
。このような動作を繰り返すことにより、1ペ一ジ分の
書込み情報をコラムラッチ17.23に蓄積する。すな
わちコラムラッチ17.23の役目は、データを更新す
べきバイトのコントロールゲート線11の電位をほぼ電
源電圧レベル(“H”レベルフローティング状態)に保
ち、またデータ“0”を書込みたいビットのビット線3
の電位をほぼ電源電圧レベルに保つことである。この外
部書込みサイクルS1の継続する期間はタイマー王によ
り制御されている。
外部書込みサイクルS1が終了すると自動的に内部書込
みサイクルS2に移る。このサイクルでは、内部でチャ
ージポンプなどを用いて高電圧■卸が発生され、コラム
ラッチ17.23にラッチされているデータをもとに、
高圧スイッチ14゜20によりビット線3.コントロー
ルゲート線11が高圧に昇圧され、1ペ一ジ分のメモリ
セルの消去およびプログラムが一括して行なわれる。詳
細は後述するが、まず消去サイクルにおいて消去が、1
ページのうち書換えたいバイトの全メモリセルについて
一括して行なわれ、次にプログラムサイクルにおいてプ
ログラムが、前記書換えたいバイトのうら°0″を書込
むべきビットのメモリセルに対して一括して行なわれる
。
みサイクルS2に移る。このサイクルでは、内部でチャ
ージポンプなどを用いて高電圧■卸が発生され、コラム
ラッチ17.23にラッチされているデータをもとに、
高圧スイッチ14゜20によりビット線3.コントロー
ルゲート線11が高圧に昇圧され、1ペ一ジ分のメモリ
セルの消去およびプログラムが一括して行なわれる。詳
細は後述するが、まず消去サイクルにおいて消去が、1
ページのうち書換えたいバイトの全メモリセルについて
一括して行なわれ、次にプログラムサイクルにおいてプ
ログラムが、前記書換えたいバイトのうら°0″を書込
むべきビットのメモリセルに対して一括して行なわれる
。
消去サイクルでは高電圧V1,2が20Vまで立上り、
チャージアップクロック信号φがOV、5■に発振を始
める。書換えを行なうべきバイトすなわち、外部書込み
サイクル時にコントロールゲート線11が″゛H″H″
レベルフローテイング状態チされているバイトでは、対
応の高圧スイン%20のトランジスタ28がいくぶん導
通しており、したがってチャージアップクロック信号φ
の印加により、次のようにして当該バイトのコントロー
ルゲート線11の電位が高電圧に立上がる。
チャージアップクロック信号φがOV、5■に発振を始
める。書換えを行なうべきバイトすなわち、外部書込み
サイクル時にコントロールゲート線11が″゛H″H″
レベルフローテイング状態チされているバイトでは、対
応の高圧スイン%20のトランジスタ28がいくぶん導
通しており、したがってチャージアップクロック信号φ
の印加により、次のようにして当該バイトのコントロー
ルゲート線11の電位が高電圧に立上がる。
すなわち、まずクロック信号φが5vになったときに、
容量C2の容量結合によりノードN4がチャージアップ
する。このときそのノードN4の電位からトランジスタ
29のしきい値電圧VT11だけ下った電位がノードN
3の電位となり、その電位になるとトランジスタ28を
通じてノードN4が充電される。そしてクロック信号φ
がOVになり、ある電位でノードN3.N4は安定する
。その模クロック信号φが再び5■になると、前と同様
にして容量C2の容量結合によりノードN4がさらにチ
ャージアップされ、ノードN3の電位が上昇する。以模
この動作を繰り返すことによりノードN3.N4の電位
は上昇していき、ノードN3すなわちコントロールゲー
ト線11の電位は最終的にV pp + V T□まで
上昇する。このように高電圧VPPを高圧スイッチ20
でスイッチングしてコントロールゲート線11の電位を
高圧に立ち上げるのは、高電圧■PPがチャージポンプ
等を用いてチップ上で発生され、その電流供給能力が限
られているためである。
容量C2の容量結合によりノードN4がチャージアップ
する。このときそのノードN4の電位からトランジスタ
29のしきい値電圧VT11だけ下った電位がノードN
3の電位となり、その電位になるとトランジスタ28を
通じてノードN4が充電される。そしてクロック信号φ
がOVになり、ある電位でノードN3.N4は安定する
。その模クロック信号φが再び5■になると、前と同様
にして容量C2の容量結合によりノードN4がさらにチ
ャージアップされ、ノードN3の電位が上昇する。以模
この動作を繰り返すことによりノードN3.N4の電位
は上昇していき、ノードN3すなわちコントロールゲー
ト線11の電位は最終的にV pp + V T□まで
上昇する。このように高電圧VPPを高圧スイッチ20
でスイッチングしてコントロールゲート線11の電位を
高圧に立ち上げるのは、高電圧■PPがチャージポンプ
等を用いてチップ上で発生され、その電流供給能力が限
られているためである。
一方、アドレス指定を受けたXデコーダ5の働きにより
、書換えを行なうべきページに対応する唯1本のワード
線4のみが、消去サイクルおよび次のプログラムサイク
ルの同高電圧となっており、当該ワード線4上の選択ゲ
ートトランジスタ1および13が導通している。これに
より上述したようにコントロールゲート線11が高圧に
立ち上がると、前記導通している選択ゲートトランジス
タ13を介してメモリトランジスタ2のコントロールゲ
ートに高圧が印加され、書換えを行なうべきバイトの全
メモリセルの一括消去が行なわれる。
、書換えを行なうべきページに対応する唯1本のワード
線4のみが、消去サイクルおよび次のプログラムサイク
ルの同高電圧となっており、当該ワード線4上の選択ゲ
ートトランジスタ1および13が導通している。これに
より上述したようにコントロールゲート線11が高圧に
立ち上がると、前記導通している選択ゲートトランジス
タ13を介してメモリトランジスタ2のコントロールゲ
ートに高圧が印加され、書換えを行なうべきバイトの全
メモリセルの一括消去が行なわれる。
消去サイクルが終了するとプログラムサイクルに移る。
プログラムサイクルでは、高電圧■、−が20Vまで立
上がり、消去サイクルと同様にチャージアップクロック
信号φの発振が始まる。
上がり、消去サイクルと同様にチャージアップクロック
信号φの発振が始まる。
“ONを書込みたいビットに対応するビット113はH
”レベル70−ティング状態にラッチされているため、
対応の高圧スイッチ14のトランジスタ26はいくぶん
導通しており、したがってクロック信号φの印加により
高圧スイッチ14が前述と同様に作動して、ビット線3
は高電圧に立上がる。これにより“0″を書込むべきメ
モリセルのメモリトランジスタ2のドレインに高電圧が
印加されてプログラムが行なわれる。
”レベル70−ティング状態にラッチされているため、
対応の高圧スイッチ14のトランジスタ26はいくぶん
導通しており、したがってクロック信号φの印加により
高圧スイッチ14が前述と同様に作動して、ビット線3
は高電圧に立上がる。これにより“0″を書込むべきメ
モリセルのメモリトランジスタ2のドレインに高電圧が
印加されてプログラムが行なわれる。
従来の半尋体記憶装置は以上のように構成されているた
め、チャージポンプ等の高電圧発生源によりチップ上で
発生された高電圧V、、1 、 V、、2を、チップ上
のすべての高圧スイッチ14.20に伝える必要がある
。そのための信号線としてはアルミの他、配線領域によ
ってはポリシリコンが用いられ、特にポリシリコンはア
ルミに比べてシート抵抗、容量等が大きいことから、前
記高電圧発生源から各高圧スイッチ14.20に至るま
での信号線の時定数にかなりの差がでてくる。このため
チップ上において高電圧発生源から近い所と遠い所とで
は、g電圧の立上りのなまり方、すなわちその波形にか
なりの差が生じる。このため印加後しばらくの間は高電
圧に立上ったビット線3やコントロールゲート線11の
電圧値に差が生じ、その結果プログラムされたメモリト
ランジスタ2のしきい値のシフト母に差が生じるという
問題点があった。また高電圧発生源から遠い所の波形で
十分に消去プログラムに対応できるようにすると、近い
所の波形はその立上り方が急峻でありかつパルス幅も長
くなることからストレスがきつくなり、そのような波形
が印加されるメモリトランジスタでは薄い酸化膜の部分
での劣化が起こりやすくなるという問題点もあった。
め、チャージポンプ等の高電圧発生源によりチップ上で
発生された高電圧V、、1 、 V、、2を、チップ上
のすべての高圧スイッチ14.20に伝える必要がある
。そのための信号線としてはアルミの他、配線領域によ
ってはポリシリコンが用いられ、特にポリシリコンはア
ルミに比べてシート抵抗、容量等が大きいことから、前
記高電圧発生源から各高圧スイッチ14.20に至るま
での信号線の時定数にかなりの差がでてくる。このため
チップ上において高電圧発生源から近い所と遠い所とで
は、g電圧の立上りのなまり方、すなわちその波形にか
なりの差が生じる。このため印加後しばらくの間は高電
圧に立上ったビット線3やコントロールゲート線11の
電圧値に差が生じ、その結果プログラムされたメモリト
ランジスタ2のしきい値のシフト母に差が生じるという
問題点があった。また高電圧発生源から遠い所の波形で
十分に消去プログラムに対応できるようにすると、近い
所の波形はその立上り方が急峻でありかつパルス幅も長
くなることからストレスがきつくなり、そのような波形
が印加されるメモリトランジスタでは薄い酸化膜の部分
での劣化が起こりやすくなるという問題点もあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、情報書込み時にビット線やコントロールゲー
ト線などの所定の信号線に印加される高電圧波形を均一
にし、かつその値を適正な一定値に保つことができる半
導体記憶装置を提供することを目的とする。
たもので、情報書込み時にビット線やコントロールゲー
ト線などの所定の信号線に印加される高電圧波形を均一
にし、かつその値を適正な一定値に保つことができる半
導体記憶装置を提供することを目的とする。
この発明に係る半導体記憶装置は、高圧スイッチと所定
の信号線との間にトランスファゲートトランジスタを設
け、そのゲート電圧により情報書込み時に高圧スイッチ
から所定の信号線を介してメモリトランジスタに伝わる
高電圧を制御するようにしている。
の信号線との間にトランスファゲートトランジスタを設
け、そのゲート電圧により情報書込み時に高圧スイッチ
から所定の信号線を介してメモリトランジスタに伝わる
高電圧を制御するようにしている。
(作用)
この発明におけるトランスファゲートトランジスタは、
情報書込み時に所定のゲート電圧が与えられ、高圧スイ
ッチで発生される高電圧をビット線やコント0−ルゲー
ト線などの所定の信号線を介してメモリトランジスタに
伝える際に、その波形を整形しかつその高電圧値を上記
与えられたグー1〜電圧に応じて適正な一定値に維持す
る。
情報書込み時に所定のゲート電圧が与えられ、高圧スイ
ッチで発生される高電圧をビット線やコント0−ルゲー
ト線などの所定の信号線を介してメモリトランジスタに
伝える際に、その波形を整形しかつその高電圧値を上記
与えられたグー1〜電圧に応じて適正な一定値に維持す
る。
第1図はこの発明による半導体記憶装置の一実施例を示
す回路図であり、特にコラムラッチおよびその周辺の回
路部分のみを示すものである。図において14.20は
高圧スイッチ、17.23はそれぞれビットn3および
コントロールゲート線11のコラムラッチであり、いず
れも第3図。
す回路図であり、特にコラムラッチおよびその周辺の回
路部分のみを示すものである。図において14.20は
高圧スイッチ、17.23はそれぞれビットn3および
コントロールゲート線11のコラムラッチであり、いず
れも第3図。
第4図の従来回路と同様の構成を有している。高圧スイ
ッチ14とビット線3との間には、ドレインがノードN
1に、ソースがビット線3にそれぞれ接続されたトラン
スファゲートトランジスタ30が配置され、該トランス
ファゲートトランジスタ30のゲートには制御信号CO
N2が与えられる。また高圧スイッチ20とコントロー
ルゲート線11との間には、ドレインがノードN3に、
ソースがコントロールゲート線11にそれぞれ接続され
たトランスファゲートトランジスタ31が配置され、該
トランスファゲートトランジスタ31のゲートには制m
+信号C0N3が与えられる。
ッチ14とビット線3との間には、ドレインがノードN
1に、ソースがビット線3にそれぞれ接続されたトラン
スファゲートトランジスタ30が配置され、該トランス
ファゲートトランジスタ30のゲートには制御信号CO
N2が与えられる。また高圧スイッチ20とコントロー
ルゲート線11との間には、ドレインがノードN3に、
ソースがコントロールゲート線11にそれぞれ接続され
たトランスファゲートトランジスタ31が配置され、該
トランスファゲートトランジスタ31のゲートには制m
+信号C0N3が与えられる。
ビット線3およびコントロールゲート線11を越えた先
の部分の回路は第1図では省略しであるが、例えば第3
図の従来回路と同様に構成されている。
の部分の回路は第1図では省略しであるが、例えば第3
図の従来回路と同様に構成されている。
第2図は第1図の回路の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。以下、第1図および第2図ならびに
従来回路を示す第3図および第4図を参照しつつ、この
発明の一実施例の動作について説明する。
グチャートである。以下、第1図および第2図ならびに
従来回路を示す第3図および第4図を参照しつつ、この
発明の一実施例の動作について説明する。
外部書き込みサイクルが始まると、CG線12は第2図
aに示すように“H”レベルに保たれ、110線8の電
位は入力データの“1″、“0″に応じて、それぞれ“
L”、“H″と変化する。
aに示すように“H”レベルに保たれ、110線8の電
位は入力データの“1″、“0″に応じて、それぞれ“
L”、“H″と変化する。
第2図においては、入力データとして“0”が入力され
、bに示すようにl101!8がH”になった状態を示
している。成るYアドレスの組合せに対して、Yデコー
ダ9の働きにより唯1本のYゲート線7が第2図Cに示
すように“HI+となり、当該Yゲート線7上のYゲー
トトランジスタ6゜10がそれぞれ導通する。それによ
って、I10線8と前記Yアドレスの組合せにより選択
されたバイトの各ビット線3とが接続されるとともに、
CG線12と当該選択されたバイトのコント0−ルゲー
ト線11とが接続される。これによりコントロールゲー
ト線7が第2図dに示すように“HIIレベルになると
ともに、ビット線3が第2図eに示すように、入力デー
タの“0″に対応して“H”レベルになり、また図示し
ないが入力データの“1″に対応して“L”レベルにな
る。
、bに示すようにl101!8がH”になった状態を示
している。成るYアドレスの組合せに対して、Yデコー
ダ9の働きにより唯1本のYゲート線7が第2図Cに示
すように“HI+となり、当該Yゲート線7上のYゲー
トトランジスタ6゜10がそれぞれ導通する。それによ
って、I10線8と前記Yアドレスの組合せにより選択
されたバイトの各ビット線3とが接続されるとともに、
CG線12と当該選択されたバイトのコント0−ルゲー
ト線11とが接続される。これによりコントロールゲー
ト線7が第2図dに示すように“HIIレベルになると
ともに、ビット線3が第2図eに示すように、入力デー
タの“0″に対応して“H”レベルになり、また図示し
ないが入力データの“1″に対応して“L”レベルにな
る。
外部書込みサイクルの間、制御信号CON2゜C0N3
はそれぞれ第2図f、0に示すように“H”レベルに保
たれ、その結果、トランスファゲートトランジスタ30
.31が導通する。それによって、前記選択されたバイ
トのビット線3およびコントロールゲート線11のそれ
ぞれの電位は、ビット線ラッチ17およびコントロール
ゲート線ラッチ23にラッチされる。このような処理が
同一ワード線4上の、すなわち同一ページの書換えたい
すべてのバイトに対して行なわれる。
はそれぞれ第2図f、0に示すように“H”レベルに保
たれ、その結果、トランスファゲートトランジスタ30
.31が導通する。それによって、前記選択されたバイ
トのビット線3およびコントロールゲート線11のそれ
ぞれの電位は、ビット線ラッチ17およびコントロール
ゲート線ラッチ23にラッチされる。このような処理が
同一ワード線4上の、すなわち同一ページの書換えたい
すべてのバイトに対して行なわれる。
外部書込みサイクルが終了すると消去サイクルに入る。
消去サイクルでは、高電圧vPPが第2図りに示すよう
に、20Vまで立上がり、第2図iに示すようにチ1?
−シアツブクロック信号φの発振が始まる。また、il
J wJ信号C0N3も第2図jに示すように、20V
まで立上がり、以下に説明するように高圧がトランスフ
ァゲートトランジスタ31を介してコントロールゲート
l1i17に与えられる。一方、消去サイクルの問、制
御信号CON2は第2図kに示すように、11 L”レ
ベルに保たれている。このためトランスファゲートトラ
ンジスタ30は非導通となり、ビット線3には高圧は伝
わらず、第2図1に示すようにL”レベルに保たれる。
に、20Vまで立上がり、第2図iに示すようにチ1?
−シアツブクロック信号φの発振が始まる。また、il
J wJ信号C0N3も第2図jに示すように、20V
まで立上がり、以下に説明するように高圧がトランスフ
ァゲートトランジスタ31を介してコントロールゲート
l1i17に与えられる。一方、消去サイクルの問、制
御信号CON2は第2図kに示すように、11 L”レ
ベルに保たれている。このためトランスファゲートトラ
ンジスタ30は非導通となり、ビット線3には高圧は伝
わらず、第2図1に示すようにL”レベルに保たれる。
このビット線3を“L 11レベルに保つ手段について
は図示していないが、例えばビット線3と接地との間に
トランジスタを挿入し、そのゲートに与える信号により
該トランジスタを導通させてビット線3を接地する等す
ればよい。また消去サイクル時はYゲートトランジスタ
6およびトランスファゲートトランジスタ30は非導通
状態にあるので、接地することなく70−ティング状態
のままとすることもできる。
は図示していないが、例えばビット線3と接地との間に
トランジスタを挿入し、そのゲートに与える信号により
該トランジスタを導通させてビット線3を接地する等す
ればよい。また消去サイクル時はYゲートトランジスタ
6およびトランスファゲートトランジスタ30は非導通
状態にあるので、接地することなく70−ティング状態
のままとすることもできる。
虐換えたいバイトのコントロールゲート線11は“HI
Iレベル70−ティング状態にラッチされているので、
対応の高圧スイッチ20のトランジスタ28はいくぶん
導通しており、したがってチャージアップクロック信号
φが容量C2に印加されることにより当該高圧スイッチ
20が作動し、書換えたいバイトのコントロールゲート
線11は第2図mに示すように、高電圧に立上がる。ま
た第2図のタイミング図には図示しないが、成るXアド
レスの組合せに対してXデコーダ5の働きにより、書換
えたいページに相当する唯1本のワード線4が高電圧と
なっており、当該ワード線4上の選択ゲートトランジス
タ1.13がそれぞれ導通している。これにより国換え
たいバイトの全メモリトランジスタ2のコントロールゲ
ートに高圧パルスが印加されて消去が行なわれる。
Iレベル70−ティング状態にラッチされているので、
対応の高圧スイッチ20のトランジスタ28はいくぶん
導通しており、したがってチャージアップクロック信号
φが容量C2に印加されることにより当該高圧スイッチ
20が作動し、書換えたいバイトのコントロールゲート
線11は第2図mに示すように、高電圧に立上がる。ま
た第2図のタイミング図には図示しないが、成るXアド
レスの組合せに対してXデコーダ5の働きにより、書換
えたいページに相当する唯1本のワード線4が高電圧と
なっており、当該ワード線4上の選択ゲートトランジス
タ1.13がそれぞれ導通している。これにより国換え
たいバイトの全メモリトランジスタ2のコントロールゲ
ートに高圧パルスが印加されて消去が行なわれる。
このとき、^圧スイッチ20からコントロールゲート線
11に伝わる高電圧は制御信号GON3により制御され
たものとなっており、したがってチャージポンプ等のB
TU圧発生源から各高圧スイッチ20に至るもでの■p
p信号線の距離の大小による時定数の違いにかかわらず
、すべてのコントロールゲートF!11に対して均一な
値および波形の高電圧を伝えることが可能となる。すな
わち、トランスファゲートトランジスタ31のゲートに
与−えられる制御信号C0N3を、VO6信号線の最も
長くなる所の(すなわち時定数が最も大きく高電圧波形
が最もなまる所の)高電圧波形よりも早く立上がること
がないようにしておけば、コントロールゲート線11に
伝わる高電圧の値および波形はすべて制御信号C0N3
により制御された均一なものとなる。これによりすべて
のメモリトランジスタ2のしきい値シフト量を均一にし
、かつメモリトランジスタ2に過度のストレスを与えな
いようにすることができる。
11に伝わる高電圧は制御信号GON3により制御され
たものとなっており、したがってチャージポンプ等のB
TU圧発生源から各高圧スイッチ20に至るもでの■p
p信号線の距離の大小による時定数の違いにかかわらず
、すべてのコントロールゲートF!11に対して均一な
値および波形の高電圧を伝えることが可能となる。すな
わち、トランスファゲートトランジスタ31のゲートに
与−えられる制御信号C0N3を、VO6信号線の最も
長くなる所の(すなわち時定数が最も大きく高電圧波形
が最もなまる所の)高電圧波形よりも早く立上がること
がないようにしておけば、コントロールゲート線11に
伝わる高電圧の値および波形はすべて制御信号C0N3
により制御された均一なものとなる。これによりすべて
のメモリトランジスタ2のしきい値シフト量を均一にし
、かつメモリトランジスタ2に過度のストレスを与えな
いようにすることができる。
消去サイクルが終了すると、制御信号C0N3は第2図
mに示すようにL 9ルベルになり、トランスフ7ゲー
トランジスタ31は非導通となって、コントロールゲー
ト線11に高電圧は伝わらず、次のプログラムサイクル
の間、コントロールゲート線11は第2図0に示すよう
に、14 L ITレベルに保たれる。このコントロー
ルゲート線7を“し”レベルに保つ手段については図示
していないが、上述したビット線3を“L”レベルに保
つのと同様の手段によることができる。
mに示すようにL 9ルベルになり、トランスフ7ゲー
トランジスタ31は非導通となって、コントロールゲー
ト線11に高電圧は伝わらず、次のプログラムサイクル
の間、コントロールゲート線11は第2図0に示すよう
に、14 L ITレベルに保たれる。このコントロー
ルゲート線7を“し”レベルに保つ手段については図示
していないが、上述したビット線3を“L”レベルに保
つのと同様の手段によることができる。
プログラムサイクルでは、第2図mに示すように高電圧
VPPが20Vまで立上がり、また第2図qに示すよう
に制御信号CON2が高電圧に立上がる。チャージアッ
プクロック信号φは発振を続けている。“0″を書き込
みたいビットのビット線3は1“HI!レベルフローテ
ィング状態にラッチされているので、対応の高圧スイッ
チ14のトランジスタ26はいくぶん導通しており、し
たがってチャージアップクロック信号φが容量C1に印
加されることにより当該高圧スイッチ14が作動し、′
O″を書込みたいビットのビット線3は第2図rに示す
ように、高電圧に立上る。また前述したように、書換え
たいページに相当する唯1本のワード線4が高電圧とな
っており、該ワード線4上の選択ゲートトランジスタ1
.13が導通している。これにより“0”を書込みたい
全ビットのメモリトランジスタ2のドレインに高圧パル
スが印加されてプログラムが行なわれる。このとき、高
圧スイッチ14からビット線3に伝わる高電圧は、前述
したコントロールゲート線11の場合と同様、制御信号
CON2により1.II御され均一化されたものとなっ
ている。
VPPが20Vまで立上がり、また第2図qに示すよう
に制御信号CON2が高電圧に立上がる。チャージアッ
プクロック信号φは発振を続けている。“0″を書き込
みたいビットのビット線3は1“HI!レベルフローテ
ィング状態にラッチされているので、対応の高圧スイッ
チ14のトランジスタ26はいくぶん導通しており、し
たがってチャージアップクロック信号φが容量C1に印
加されることにより当該高圧スイッチ14が作動し、′
O″を書込みたいビットのビット線3は第2図rに示す
ように、高電圧に立上る。また前述したように、書換え
たいページに相当する唯1本のワード線4が高電圧とな
っており、該ワード線4上の選択ゲートトランジスタ1
.13が導通している。これにより“0”を書込みたい
全ビットのメモリトランジスタ2のドレインに高圧パル
スが印加されてプログラムが行なわれる。このとき、高
圧スイッチ14からビット線3に伝わる高電圧は、前述
したコントロールゲート線11の場合と同様、制御信号
CON2により1.II御され均一化されたものとなっ
ている。
以上説明したように、この発明によれば、情報書込み時
にビット線やコントロールゲート線などの所定の信号線
に伝わる高圧スイッチからの高電圧を、高圧スイッチと
上記所定の信号線・との間に設けたトランス77ゲート
トランジスタのゲート電圧で制御するように構成したの
で、上記所定の信号線に印加される高電圧をチップ内で
適正な一定値に均一化でき、波形整形も行なえることに
より、すべてのメモリトランジスタに対する消去。
にビット線やコントロールゲート線などの所定の信号線
に伝わる高圧スイッチからの高電圧を、高圧スイッチと
上記所定の信号線・との間に設けたトランス77ゲート
トランジスタのゲート電圧で制御するように構成したの
で、上記所定の信号線に印加される高電圧をチップ内で
適正な一定値に均一化でき、波形整形も行なえることに
より、すべてのメモリトランジスタに対する消去。
プログラム電圧を常に適正な値および波形に保つことが
できるという効果がある。
できるという効果がある。
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図はそ
の動作を示すタイミングチtF−ト、第3図および第4
図は従来の半導体記憶装置を示す回路図、第5図はベー
ジモード書込みサイクルを示すブロック図である。 図において、2はメモリトランジスタ、3はビット線、
11はコントロールゲート線、14.20は高圧スイッ
チ、30.31はトランスファゲートトランジスタ、C
ON2.C0N3は制御信号である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 3−−−ビット線 11−−−コントロールケ―ト見に 14.20−一一島μ又イア号二 30.31−)フンスフTケ“−トランジスゲCON2
.C0N5−−−1111qイ畠1シ′第4図 第5 図 手続補正書(自発)
の動作を示すタイミングチtF−ト、第3図および第4
図は従来の半導体記憶装置を示す回路図、第5図はベー
ジモード書込みサイクルを示すブロック図である。 図において、2はメモリトランジスタ、3はビット線、
11はコントロールゲート線、14.20は高圧スイッ
チ、30.31はトランスファゲートトランジスタ、C
ON2.C0N3は制御信号である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 3−−−ビット線 11−−−コントロールケ―ト見に 14.20−一一島μ又イア号二 30.31−)フンスフTケ“−トランジスゲCON2
.C0N5−−−1111qイ畠1シ′第4図 第5 図 手続補正書(自発)
Claims (1)
- (1)情報書込み時に高圧スイッチで発生する高電圧を
所定の信号線を介してメモリトランジスタに伝える半導
体記憶装置において、前記高圧スイッチと所定の信号線
との間にトランスファゲートトランジスタを設け、その
ゲート電圧により前記高圧スイッチから所定の信号線に
伝わる高電圧を制御するようにし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 |
|---|---|---|---|
| JP62087401A JPS63251998A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087401A JPS63251998A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63251998A true JPS63251998A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13913852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62087401A Pending JPS63251998A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63251998A (ja) |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62087401A patent/JPS63251998A/ja active Pending
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