JPH0575074A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH0575074A JPH0575074A JP3232872A JP23287291A JPH0575074A JP H0575074 A JPH0575074 A JP H0575074A JP 3232872 A JP3232872 A JP 3232872A JP 23287291 A JP23287291 A JP 23287291A JP H0575074 A JPH0575074 A JP H0575074A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
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- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 消去時に、非選択のワード線を接地電位に保
ち、放電による誤動作を防止する。 【構成】 各メモリトランジスタ301、302、・・
・のソースが共通のワード線を用いて形成されたソース
線トランジスタ201を介してアルミ配線で形成された
ソース線17に接続された構造であって、消去時に、消
去すべきメモリセル301が接続されたワード線W1に
負の高電圧を印加し、該メモリセル301とソースを共
有するメモリセル302のワード線に正の電圧を印加
し、ソース線17に正の電圧を印加し、それ以外のワー
ド線W2を接地することを特徴とする不揮発性半導体記
憶装置。 【効果】 消去時に非選択のワード線を接地電位に保っ
ておくので消費電力が少ない。
ち、放電による誤動作を防止する。 【構成】 各メモリトランジスタ301、302、・・
・のソースが共通のワード線を用いて形成されたソース
線トランジスタ201を介してアルミ配線で形成された
ソース線17に接続された構造であって、消去時に、消
去すべきメモリセル301が接続されたワード線W1に
負の高電圧を印加し、該メモリセル301とソースを共
有するメモリセル302のワード線に正の電圧を印加
し、ソース線17に正の電圧を印加し、それ以外のワー
ド線W2を接地することを特徴とする不揮発性半導体記
憶装置。 【効果】 消去時に非選択のワード線を接地電位に保っ
ておくので消費電力が少ない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に関
し、たとえば、電気的に書き込み消去可能な不揮発性半
導体記憶装置であるフラッシュメモリの消去手法に関す
るものである。
し、たとえば、電気的に書き込み消去可能な不揮発性半
導体記憶装置であるフラッシュメモリの消去手法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図9は、フラッシュメモリのメモリセル
の断面図であり、図10は従来のフラッシュメモリのブ
ロックダイアグラムである。メモリセルはコントロール
ゲート1、フローティングゲート2の2層のゲートから
なるメモリトランジスタから構成されている。
の断面図であり、図10は従来のフラッシュメモリのブ
ロックダイアグラムである。メモリセルはコントロール
ゲート1、フローティングゲート2の2層のゲートから
なるメモリトランジスタから構成されている。
【0003】メモリアレイ5は図10に示したメモリセ
ルが行方向、列方向に配列されたものであり、メモリセ
ルのドレイン3がビット線6に、コントロールゲート1
がワード線7に、ソース4がソース線17に接続されて
いる。フローティングゲート2と基板の間には図示して
いない酸化膜があり、フローティングゲート2と基板間
の酸化膜膜厚は100Å程度である。ワード線はロウデ
コーダ9の出力である。ビット線はYゲート8に接続さ
れる。ソース線17はソース線スイッチ11に接続され
る。Yゲート8はコラムデコーダ10により制御されビ
ット線6とセンスアンプ13及び書き込み回路12の接
続を制御する。ロウデコーダ9、コラムデコーダ10は
アドレスバッファ15の出力を受け1本のワード線、1
組のYゲートを選択する。メモリアレイ5への書き込み
データや、メモリアレイ5からの読み出しデータは入出
力バッファ16を介して入出力される。制御回路14は
外部から印加された制御信号に応じて、各回路ブロック
の動作の制御を行なう。
ルが行方向、列方向に配列されたものであり、メモリセ
ルのドレイン3がビット線6に、コントロールゲート1
がワード線7に、ソース4がソース線17に接続されて
いる。フローティングゲート2と基板の間には図示して
いない酸化膜があり、フローティングゲート2と基板間
の酸化膜膜厚は100Å程度である。ワード線はロウデ
コーダ9の出力である。ビット線はYゲート8に接続さ
れる。ソース線17はソース線スイッチ11に接続され
る。Yゲート8はコラムデコーダ10により制御されビ
ット線6とセンスアンプ13及び書き込み回路12の接
続を制御する。ロウデコーダ9、コラムデコーダ10は
アドレスバッファ15の出力を受け1本のワード線、1
組のYゲートを選択する。メモリアレイ5への書き込み
データや、メモリアレイ5からの読み出しデータは入出
力バッファ16を介して入出力される。制御回路14は
外部から印加された制御信号に応じて、各回路ブロック
の動作の制御を行なう。
【0004】次に、動作について説明する。まず、読み
出す場合の動作について説明する。読み出しは、選択さ
れたメモリセルを介して電流が流れるか否かをセンスす
ることにより行なわれる。この時、ビット線に高い電位
を与えるとフローティングゲートとドレイン間の酸化膜
に高い電界がかかりフローティングゲートに蓄積されて
いた電子が抜けてしまうという問題が生ずる。そのた
め、ドレインの電位は1〜2Vに押さえなければならな
い。ドレイン電位を抑えつつメモリセルに流れる電流を
センスするのに、電流センスアンプが用いられている。
出す場合の動作について説明する。読み出しは、選択さ
れたメモリセルを介して電流が流れるか否かをセンスす
ることにより行なわれる。この時、ビット線に高い電位
を与えるとフローティングゲートとドレイン間の酸化膜
に高い電界がかかりフローティングゲートに蓄積されて
いた電子が抜けてしまうという問題が生ずる。そのた
め、ドレインの電位は1〜2Vに押さえなければならな
い。ドレイン電位を抑えつつメモリセルに流れる電流を
センスするのに、電流センスアンプが用いられている。
【0005】次に、書き込みは、EPROMと同様に行
なわれ、メモリトランジスタのドレイン3、コントロー
ルゲート1に高圧パルスが印加されソース4が接地され
る。ドレイン近傍でアバランシェ崩壊により発生した電
子がフローティングゲート2に注入されコントロールゲ
ート1からみたメモリトランジスタのしきい値は高くな
る。
なわれ、メモリトランジスタのドレイン3、コントロー
ルゲート1に高圧パルスが印加されソース4が接地され
る。ドレイン近傍でアバランシェ崩壊により発生した電
子がフローティングゲート2に注入されコントロールゲ
ート1からみたメモリトランジスタのしきい値は高くな
る。
【0006】次に、消去する場合を、ワード線単位で消
去する場合と一括して消去する場合について説明する。
メモリアレイ5に記憶されたデータの消去がワード線単
位でおこなわれる場合、全てのメモリーセルのソース4
にソース線スイッチ11により電源電圧Vccが印加さ
れ、消去すべきワード線に負の高電圧が印加される。フ
ローティングゲート2とソース4間の酸化膜に高電界が
印加されるのでトンネル電流が流れ、フローティングゲ
ート2に蓄積された電子が除去される。これにより、コ
ントロールゲート1からみたメモリトランジスタのしき
い値は低くなる。すなわち、EPROMにおいて、紫外
線消去した状態と同じになる。このとき、非選択のワー
ド線にはVccが印加される。このため、非選択のメモ
リセルの状態は変化しない。次に、メモリアレイ5に記
憶されたデータの消去が一括しておこなわれる場合は、
全てのメモリーセルのソース4にソース線スイッチ11
により電源電圧Vccが印加され、すべてのコントロー
ルゲート1に負の高電圧が印加される。フローティング
ゲート2とソース4間の酸化膜に高電界が印加されるの
でトンネル電流が流れ、フローティングゲート2に蓄積
された電子が除去される。これにより、コントロールゲ
ート1からみたメモリトランジスタのしきい値は低くな
る。すなわち、EPROMにおいて、紫外線消去した状
態と同じになる。メモリアレイの等価回路、平面図、断
面図を図11から図13に示す。図11は、4個のメモ
リトランジスタのソースをまとめてソース線に接続する
例を示しており、図12はその4個のメモリトランジス
タとソース線が基板上に配置された平面図を示してお
り、図13(A)は、図12のA−A’断面図でありビ
ット線とドレインのコンタクトを示しており、図13
(B)は、図12のB−B’断面図であり、ソース線と
ソースのコンタクトを示している。
去する場合と一括して消去する場合について説明する。
メモリアレイ5に記憶されたデータの消去がワード線単
位でおこなわれる場合、全てのメモリーセルのソース4
にソース線スイッチ11により電源電圧Vccが印加さ
れ、消去すべきワード線に負の高電圧が印加される。フ
ローティングゲート2とソース4間の酸化膜に高電界が
印加されるのでトンネル電流が流れ、フローティングゲ
ート2に蓄積された電子が除去される。これにより、コ
ントロールゲート1からみたメモリトランジスタのしき
い値は低くなる。すなわち、EPROMにおいて、紫外
線消去した状態と同じになる。このとき、非選択のワー
ド線にはVccが印加される。このため、非選択のメモ
リセルの状態は変化しない。次に、メモリアレイ5に記
憶されたデータの消去が一括しておこなわれる場合は、
全てのメモリーセルのソース4にソース線スイッチ11
により電源電圧Vccが印加され、すべてのコントロー
ルゲート1に負の高電圧が印加される。フローティング
ゲート2とソース4間の酸化膜に高電界が印加されるの
でトンネル電流が流れ、フローティングゲート2に蓄積
された電子が除去される。これにより、コントロールゲ
ート1からみたメモリトランジスタのしきい値は低くな
る。すなわち、EPROMにおいて、紫外線消去した状
態と同じになる。メモリアレイの等価回路、平面図、断
面図を図11から図13に示す。図11は、4個のメモ
リトランジスタのソースをまとめてソース線に接続する
例を示しており、図12はその4個のメモリトランジス
タとソース線が基板上に配置された平面図を示してお
り、図13(A)は、図12のA−A’断面図でありビ
ット線とドレインのコンタクトを示しており、図13
(B)は、図12のB−B’断面図であり、ソース線と
ソースのコンタクトを示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
フラッシュメモリはワード線単位の消去時に、全てのソ
ース線、非選択のワード線に電源電圧Vccを印加しな
ければならなかった。このため、消費電力が大きくな
り、かつ、ソース線や、充電されたビット線が消去終了
後放電されるときに非選択のメモリセルに誤書き込みし
てしまうおそれがあった。
フラッシュメモリはワード線単位の消去時に、全てのソ
ース線、非選択のワード線に電源電圧Vccを印加しな
ければならなかった。このため、消費電力が大きくな
り、かつ、ソース線や、充電されたビット線が消去終了
後放電されるときに非選択のメモリセルに誤書き込みし
てしまうおそれがあった。
【0008】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、消去時に非選択のワード線を接地電位に
保っておくことを可能とするメモリアレイ構成を得るこ
とを目的とする。
されたもので、消去時に非選択のワード線を接地電位に
保っておくことを可能とするメモリアレイ構成を得るこ
とを目的とする。
【0009】また、従来のフラッシュメモリは図13に
示すようにビット線とのコンタクトとソース線とのコン
タクトではアルミ配線と拡散層とのコンタクトの形状が
大きく異なっていた。そのため、微細化が進みコンタク
トのサイズが小さくなると、ビット線とのコンタクトを
取るための最適のプロセス条件と、ソース線とのコンタ
クトを取る最適のプロセス条件とが異なってしまい、歩
留まりの低下が起こってしまうという不具合があった。
示すようにビット線とのコンタクトとソース線とのコン
タクトではアルミ配線と拡散層とのコンタクトの形状が
大きく異なっていた。そのため、微細化が進みコンタク
トのサイズが小さくなると、ビット線とのコンタクトを
取るための最適のプロセス条件と、ソース線とのコンタ
クトを取る最適のプロセス条件とが異なってしまい、歩
留まりの低下が起こってしまうという不具合があった。
【0010】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、ソース線とのコンタクトの形状を、ビッ
ト線とのコンタクトと同一の形状とすることを目的とす
る。
されたもので、ソース線とのコンタクトの形状を、ビッ
ト線とのコンタクトと同一の形状とすることを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係わる半導
体記憶装置は、メモリセルのソースをソース線トランジ
スタを介してソース線に接続するよう構成したものであ
る。
体記憶装置は、メモリセルのソースをソース線トランジ
スタを介してソース線に接続するよう構成したものであ
る。
【0012】第2の発明に係わる半導体記憶装置は、メ
モリトランジスタのソース拡散領域と、アルミで形成さ
れたソース線とのコンタクトをメモリトランジスタと同
一断面構造のトランジスタを介して取るようにしたもの
である。
モリトランジスタのソース拡散領域と、アルミで形成さ
れたソース線とのコンタクトをメモリトランジスタと同
一断面構造のトランジスタを介して取るようにしたもの
である。
【0013】
【作用】第1の発明に係る半導体記憶装置は、メモリセ
ルのソースをソース線トランジスタを介してソース線に
接続するようにしたので、消去すべきメモリセルのコン
トロールゲートに負の高電圧を印加するとにより選択し
たメモリセルを消去できるとともに、それ以外のメモリ
セルのコントロールゲートを接地することができるの
で、消費電力が小さくてすむ。
ルのソースをソース線トランジスタを介してソース線に
接続するようにしたので、消去すべきメモリセルのコン
トロールゲートに負の高電圧を印加するとにより選択し
たメモリセルを消去できるとともに、それ以外のメモリ
セルのコントロールゲートを接地することができるの
で、消費電力が小さくてすむ。
【0014】第2の発明に係わる半導体記憶装置は、メ
モリトランジスタのソース拡散領域と、アルミで形成さ
れたソース線とのコンタクトをメモリトランジスタと同
一断面構造のソース線トランジスタを介して取るので、
メモリトランジスタとビット線のコンタクトとソース線
トランジスタとソース線のコンタクトのための最適プロ
セスが同じくでき、歩留まりを高くできる。
モリトランジスタのソース拡散領域と、アルミで形成さ
れたソース線とのコンタクトをメモリトランジスタと同
一断面構造のソース線トランジスタを介して取るので、
メモリトランジスタとビット線のコンタクトとソース線
トランジスタとソース線のコンタクトのための最適プロ
セスが同じくでき、歩留まりを高くできる。
【0015】
【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例を図につ
いて説明する。図1に第1の発明の実施例のメモリアレ
イの等価回路図を示す。メモリセルのソースはワード線
がゲートに入力されるソース線トランジスタ201を介
してソース線に接続されている。
いて説明する。図1に第1の発明の実施例のメモリアレ
イの等価回路図を示す。メモリセルのソースはワード線
がゲートに入力されるソース線トランジスタ201を介
してソース線に接続されている。
【0016】次に動作について説明する。消去は、消去
すべきメモリセル301が接続されているワード線W1
に負の高電圧、例えば−10Vが印加され、ソース線に
5Vが印加される。選択されたメモリセル301とソー
スを共有するメモリセル302のワード線W2には5V
が印加される。これにより、消去すべきメモリセル30
1のコントロールゲートに−10V、ソースに5Vが印
加され、消去が行なわれる。ソースを共有するメモリセ
ル302のコントロールゲート並びにソースにはともに
5Vが印加されるので状態は変化しない。また、メモリ
セル303、304はそのワード線が接地されたままな
ので、状態変化はない。書き込み、読み出し時はソース
線が接地され、選択ワード線に高圧Vppが印加され
る。書き込みデータが“0”ならばビット線に6V程度
が印加され書き込みがなされる。書き込みデータが
“1”ならビット線はフローティングに保たれメモリセ
ルの状態は変化しない。
すべきメモリセル301が接続されているワード線W1
に負の高電圧、例えば−10Vが印加され、ソース線に
5Vが印加される。選択されたメモリセル301とソー
スを共有するメモリセル302のワード線W2には5V
が印加される。これにより、消去すべきメモリセル30
1のコントロールゲートに−10V、ソースに5Vが印
加され、消去が行なわれる。ソースを共有するメモリセ
ル302のコントロールゲート並びにソースにはともに
5Vが印加されるので状態は変化しない。また、メモリ
セル303、304はそのワード線が接地されたままな
ので、状態変化はない。書き込み、読み出し時はソース
線が接地され、選択ワード線に高圧Vppが印加され
る。書き込みデータが“0”ならばビット線に6V程度
が印加され書き込みがなされる。書き込みデータが
“1”ならビット線はフローティングに保たれメモリセ
ルの状態は変化しない。
【0017】以上のように、この実施例ではメモリトラ
ンジスタが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリ
トランジスタはフローティングゲートとコントロールゲ
ートを有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビ
ット線に、コントロールゲートがワード線に接続されて
おり、各メモリトランジスタのソースが、メモリトラン
ジスタとワード線を共通にして形成されたソース線トラ
ンジスタ201を介してアルミ配線で形成されたソース
線17に接続された構造であって、消去時に、消去すべ
きメモリセル301が接続されたワード線W1に負の高
電圧を印加し、該メモリセルとソースを共有するメモリ
セル302のワード線W2に正の電圧を印加し、ソース
線に正の電圧を印加し、それ以外のワード線を接地する
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置を説明した。
ンジスタが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリ
トランジスタはフローティングゲートとコントロールゲ
ートを有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビ
ット線に、コントロールゲートがワード線に接続されて
おり、各メモリトランジスタのソースが、メモリトラン
ジスタとワード線を共通にして形成されたソース線トラ
ンジスタ201を介してアルミ配線で形成されたソース
線17に接続された構造であって、消去時に、消去すべ
きメモリセル301が接続されたワード線W1に負の高
電圧を印加し、該メモリセルとソースを共有するメモリ
セル302のワード線W2に正の電圧を印加し、ソース
線に正の電圧を印加し、それ以外のワード線を接地する
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置を説明した。
【0018】なお、この例では、メモリトランジスタが
行方向と列方向にアレイ配置されている場合を示した
が、行方向のみ、あるいは列方向のみ、あるいはメモリ
トランジスタが1個でソース線トランジスタが1個の場
合でもかまわない。
行方向と列方向にアレイ配置されている場合を示した
が、行方向のみ、あるいは列方向のみ、あるいはメモリ
トランジスタが1個でソース線トランジスタが1個の場
合でもかまわない。
【0019】実施例2.実施例1では、消去時に選択ワ
ード線W1とソースを共有するワード線W2に電圧を印
加する必要があり、2本のワード線を同時に消去するこ
とができず、かつ、5Vが印加されるワード線上に消去
状態のメモリセルがあれば、該メモリトランジスタがオ
ンしビット線が充電され消費電力が大きくなるという欠
点があった。実施例2は上記の課題を解決するためにな
されたもので、消去時に2本のワード線上のメモリセル
を同時に消去し、非選択のワード線を接地電位に保って
おくことを可能とするメモリアレイ構成を得ることを目
的とするものであり、以下にその実施例を説明する。
ード線W1とソースを共有するワード線W2に電圧を印
加する必要があり、2本のワード線を同時に消去するこ
とができず、かつ、5Vが印加されるワード線上に消去
状態のメモリセルがあれば、該メモリトランジスタがオ
ンしビット線が充電され消費電力が大きくなるという欠
点があった。実施例2は上記の課題を解決するためにな
されたもので、消去時に2本のワード線上のメモリセル
を同時に消去し、非選択のワード線を接地電位に保って
おくことを可能とするメモリアレイ構成を得ることを目
的とするものであり、以下にその実施例を説明する。
【0020】図2に等価回路図を示す。メモリセルのソ
ースは、ゲートがソース線デコーダ300の出力に接続
されたソース線トランジスタ201を介してソース線に
接続される。次に動作について説明する。消去はソース
領域が共有される2本のワード線W1、W2上のメモリ
セル301、302が同時に消去される。選択ワード線
W1、W2に−10Vが印加され、ソース線デコーダ3
00の出力309が5V、ソース線が5Vとされる。他
のワード線、ソース線デコーダ出力は接地される。書き
込みは選択ワード線にVppが印加され、選択されたソ
ース線デコーダ出力309が5Vとなり、ソース線が接
地される。書き込みデータが“0”ならばビット線に6
Vが印加され、“0”ならばビット線はフローティング
に保たれる。
ースは、ゲートがソース線デコーダ300の出力に接続
されたソース線トランジスタ201を介してソース線に
接続される。次に動作について説明する。消去はソース
領域が共有される2本のワード線W1、W2上のメモリ
セル301、302が同時に消去される。選択ワード線
W1、W2に−10Vが印加され、ソース線デコーダ3
00の出力309が5V、ソース線が5Vとされる。他
のワード線、ソース線デコーダ出力は接地される。書き
込みは選択ワード線にVppが印加され、選択されたソ
ース線デコーダ出力309が5Vとなり、ソース線が接
地される。書き込みデータが“0”ならばビット線に6
Vが印加され、“0”ならばビット線はフローティング
に保たれる。
【0021】以上、この実施例では、メモリトランジス
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、ソース線デコーダの
出力がゲートに入力されるソース線トランジスタ201
を介してアルミ配線で形成されたソース線17に接続さ
れた構造であって、消去時に、消去すべきメモリセルが
接続されたワード線W1に負の高電圧を印加し、ソース
線デコーダ出力309が“H”とされ、ソース線に正の
電圧を印加することを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置を説明した。
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、ソース線デコーダの
出力がゲートに入力されるソース線トランジスタ201
を介してアルミ配線で形成されたソース線17に接続さ
れた構造であって、消去時に、消去すべきメモリセルが
接続されたワード線W1に負の高電圧を印加し、ソース
線デコーダ出力309が“H”とされ、ソース線に正の
電圧を印加することを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置を説明した。
【0022】実施例3.従来例では、ワード線毎に選
択、非選択を制御するロウデコーダが必要であった。そ
のため、微細化と共にロウデコーダのレイアウトが困難
になるといった課題があった。この実施例は、上記の課
題を解決するためになされたものであり、ロウデコーダ
のレイアウトを容易にすることのできるメモリアレイレ
イアウトを提供することを特徴とする。
択、非選択を制御するロウデコーダが必要であった。そ
のため、微細化と共にロウデコーダのレイアウトが困難
になるといった課題があった。この実施例は、上記の課
題を解決するためになされたものであり、ロウデコーダ
のレイアウトを容易にすることのできるメモリアレイレ
イアウトを提供することを特徴とする。
【0023】図3にこの実施例の等価回路図を示す。メ
モリトランジスタ301、302のソースが接続されソ
ース線トランジスタ201を介してソース線に接続され
る。メモリトランジスタ303、304のソースが接続
され、ソース線トランジスタ202を介してソース線に
接続される。メモリトランジスタ301、303のコン
トロールゲートがロウデコーダ出力307に接続され
る。メモリトランジスタ302、304のコントロール
ゲートがロウデコーダ出力308に接続される。次に動
作について説明する。メモリトランジスタ301を消去
する場合について説明する。ロウデコーダ出力を−10
Vとし、ソース線デコーダ300の出力309を5Vと
する。ソース線17にも5Vを印加する。これにより、
メモリトランジスタ301さらに、ワード線とソースを
共有するメモリトランジスタ312のコントロールゲー
トに−10V、ソースに5V程度が印加されるので、メ
モリトランジスタ301、312のフローティングゲー
トソース間の酸化膜に大きな電界が誘起されトンネル電
流が流れフローティングゲートに蓄積された電子が除去
され消去がなされる。メモリトランジスタ302につい
ては、ソースに5Vが印加されるがコントロールゲート
の電位が0Vのためフローティングゲートに蓄積された
電荷量に変化はない。メモリトランジスタ303ではコ
ントロールゲートに−10Vが印加されるがソースがフ
ローティングのため同様にフローティングゲートの電荷
量に変化は生じない。メモリトランジスタ301に書き
込む場合はロウデコーダ出力307にVppを印加し、
ソース線デコーダ出力309を5Vとし、ソース線17
を接地する。書き込みデータが“0”ならばビット線に
6Vを印加し、“1”ならばビット線をフローティング
に保つ。メモリトランジスタ303のコントロールゲー
トにVpp、ドレインに6Vが印加されるがソース線ト
ランジスタ202がオフのためメモリトランジスタ30
3を介しては電流が流れず書き込みはなされない。
モリトランジスタ301、302のソースが接続されソ
ース線トランジスタ201を介してソース線に接続され
る。メモリトランジスタ303、304のソースが接続
され、ソース線トランジスタ202を介してソース線に
接続される。メモリトランジスタ301、303のコン
トロールゲートがロウデコーダ出力307に接続され
る。メモリトランジスタ302、304のコントロール
ゲートがロウデコーダ出力308に接続される。次に動
作について説明する。メモリトランジスタ301を消去
する場合について説明する。ロウデコーダ出力を−10
Vとし、ソース線デコーダ300の出力309を5Vと
する。ソース線17にも5Vを印加する。これにより、
メモリトランジスタ301さらに、ワード線とソースを
共有するメモリトランジスタ312のコントロールゲー
トに−10V、ソースに5V程度が印加されるので、メ
モリトランジスタ301、312のフローティングゲー
トソース間の酸化膜に大きな電界が誘起されトンネル電
流が流れフローティングゲートに蓄積された電子が除去
され消去がなされる。メモリトランジスタ302につい
ては、ソースに5Vが印加されるがコントロールゲート
の電位が0Vのためフローティングゲートに蓄積された
電荷量に変化はない。メモリトランジスタ303ではコ
ントロールゲートに−10Vが印加されるがソースがフ
ローティングのため同様にフローティングゲートの電荷
量に変化は生じない。メモリトランジスタ301に書き
込む場合はロウデコーダ出力307にVppを印加し、
ソース線デコーダ出力309を5Vとし、ソース線17
を接地する。書き込みデータが“0”ならばビット線に
6Vを印加し、“1”ならばビット線をフローティング
に保つ。メモリトランジスタ303のコントロールゲー
トにVpp、ドレインに6Vが印加されるがソース線ト
ランジスタ202がオフのためメモリトランジスタ30
3を介しては電流が流れず書き込みはなされない。
【0024】以上、この実施例では、メモリトランジス
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、ソース線デコーダの
出力がゲートに入力されるソース線トランジスタを介し
てアルミ配線で形成されたソース線17に接続された構
造であって、ソース線を共有しない複数のワード線が同
一のロウデコーダ出力307に接続され、読み出し書き
込み時に、“H”レベルが印加されたワード線のうちソ
ース線デコーダ出力309が“H”になることにより、
ソースが接地されたメモリセルが選択されることを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置を説明した。
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、ソース線デコーダの
出力がゲートに入力されるソース線トランジスタを介し
てアルミ配線で形成されたソース線17に接続された構
造であって、ソース線を共有しない複数のワード線が同
一のロウデコーダ出力307に接続され、読み出し書き
込み時に、“H”レベルが印加されたワード線のうちソ
ース線デコーダ出力309が“H”になることにより、
ソースが接地されたメモリセルが選択されることを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置を説明した。
【0025】実施例4.上記の実施例ではソース線デコ
ーダ300が必要であった。この実施例はソース線デコ
ーダが不要なフラッシュメモリを得ることを目的とす
る。
ーダ300が必要であった。この実施例はソース線デコ
ーダが不要なフラッシュメモリを得ることを目的とす
る。
【0026】図4にこの実施例を示す。ソース線トラン
ジスタ201のゲートには信号403が接続され、ソー
ス線トランジスタ202のゲートには信号404が接続
される。ワード線が共通に接続されるメモリセルのうち
いずれが選択されるかを信号403、404で制御す
る。メモリトランジスタ301の消去・書き込み・読み
出しを行なうときは信号403に5Vを印加する。メモ
リトランジスタ303を選択するときは信号404に5
Vを印加する。
ジスタ201のゲートには信号403が接続され、ソー
ス線トランジスタ202のゲートには信号404が接続
される。ワード線が共通に接続されるメモリセルのうち
いずれが選択されるかを信号403、404で制御す
る。メモリトランジスタ301の消去・書き込み・読み
出しを行なうときは信号403に5Vを印加する。メモ
リトランジスタ303を選択するときは信号404に5
Vを印加する。
【0027】以上、この実施例では、メモリトランジス
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、ソース線トランジス
タ201、202を介してアルミ配線で形成されたソー
ス線17に接続された構造であって該ソース線トランジ
スタ201、202のゲートに入力される信号線40
3、404がビット線と平行なことを特徴とする不揮発
性半導体記憶装置を説明した。
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、ソース線トランジス
タ201、202を介してアルミ配線で形成されたソー
ス線17に接続された構造であって該ソース線トランジ
スタ201、202のゲートに入力される信号線40
3、404がビット線と平行なことを特徴とする不揮発
性半導体記憶装置を説明した。
【0028】次に第2の発明の実施例を図について説明
する。図5に第2の発明の実施例のメモリアレイの平面
図を示す。ソース線とのコンタクトはメモリトランジス
タと同一のソース線トランジスタを介してアルミで形成
されたソース線に接続されている。このため、このソー
ス線トランジスタのコントロールゲートとソースとドレ
インの基板上に形成された位置関係をメモリトランジス
タのものと同じようにすれば、ソース線とのコンタクト
の断面形状は、すべて、図13(A)に示されたものと
なる。メモリアレイの等価回路図を図6に示す。
する。図5に第2の発明の実施例のメモリアレイの平面
図を示す。ソース線とのコンタクトはメモリトランジス
タと同一のソース線トランジスタを介してアルミで形成
されたソース線に接続されている。このため、このソー
ス線トランジスタのコントロールゲートとソースとドレ
インの基板上に形成された位置関係をメモリトランジス
タのものと同じようにすれば、ソース線とのコンタクト
の断面形状は、すべて、図13(A)に示されたものと
なる。メモリアレイの等価回路図を図6に示す。
【0029】次に、動作について説明する。図7に電圧
印加条件を示す。まず、ソース線に高圧Vppを印加
し、すべてのワード線を接地する。ソース線に接続され
るトランジスタの拡散層に高圧が印加されコントロール
ゲートが接地されるので、フローティングゲートから拡
散層に電子がトンネルし、トランジスタのしきい値が低
くなる。デプレッションになる場合もある。これによ
り、通常動作時に所定の電圧がメモリトランジスタのソ
ースに印加されるようにする。消去時にはソース線に5
Vを印加する。消去を行なうメモリトランジスタが接続
されているワード線に負の高電圧を印加する。非選択の
ワード線には5Vが印加されているので、メモリトラン
ジスタのソースに5Vが印加され、選択されたメモリト
ランジスタが消去される。書き込み時はソース線を接地
し、選択ワード線に高電圧Vppを印加する。ビット線
には書き込みデータが“0”ならば高電圧が印加され、
“1”ならばフローティングに保たれる。書き込み時
は、選択メモリトランジスタのソースのみ接地され、選
択メモリトランジスタとソースを共有するメモリトラン
ジスタを除いて非選択メモリトランジスタのソースはフ
ローティングに保たれるので非選択メモリトランジスタ
を介してのリーク(ドレインリーク)が起こらず、効率
のよい書き込みが可能となる。ここで、ドレインリーク
とは、書き込み時にビット線に高圧が印加されると、非
選択のビット線に於いてフローティングゲートの電位が
容量結合により上昇し、トランジスタが導通する事によ
り生じるリークのことである。このように、メモリトラ
ンジスタのソース拡散領域とソース線との間にトランジ
スタを挿入することで、ドレインリークを低減し、消費
電力を少なくすることができる。
印加条件を示す。まず、ソース線に高圧Vppを印加
し、すべてのワード線を接地する。ソース線に接続され
るトランジスタの拡散層に高圧が印加されコントロール
ゲートが接地されるので、フローティングゲートから拡
散層に電子がトンネルし、トランジスタのしきい値が低
くなる。デプレッションになる場合もある。これによ
り、通常動作時に所定の電圧がメモリトランジスタのソ
ースに印加されるようにする。消去時にはソース線に5
Vを印加する。消去を行なうメモリトランジスタが接続
されているワード線に負の高電圧を印加する。非選択の
ワード線には5Vが印加されているので、メモリトラン
ジスタのソースに5Vが印加され、選択されたメモリト
ランジスタが消去される。書き込み時はソース線を接地
し、選択ワード線に高電圧Vppを印加する。ビット線
には書き込みデータが“0”ならば高電圧が印加され、
“1”ならばフローティングに保たれる。書き込み時
は、選択メモリトランジスタのソースのみ接地され、選
択メモリトランジスタとソースを共有するメモリトラン
ジスタを除いて非選択メモリトランジスタのソースはフ
ローティングに保たれるので非選択メモリトランジスタ
を介してのリーク(ドレインリーク)が起こらず、効率
のよい書き込みが可能となる。ここで、ドレインリーク
とは、書き込み時にビット線に高圧が印加されると、非
選択のビット線に於いてフローティングゲートの電位が
容量結合により上昇し、トランジスタが導通する事によ
り生じるリークのことである。このように、メモリトラ
ンジスタのソース拡散領域とソース線との間にトランジ
スタを挿入することで、ドレインリークを低減し、消費
電力を少なくすることができる。
【0030】以上、この実施例では、メモリトランジス
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、メモリトランジスタ
と同様の断面形状を有するトランジスタを介してアルミ
配線で形成されたソース線に接続されることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置を説明した。また、この実施
例では、ソース線に高圧を印加し、ワード線を接地する
ことによってソース線とメモリトランジスタのソースと
の間に形成されたフローティングゲートを有するトラン
ジスタのしきい値を下げることを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置を説明した。
タが行方向、列方向にアレイ配置され、各メモリトラン
ジスタはフローティングゲートとコントロールゲートを
有し、各々のメモリトランジスタのドレインがビット線
に、コントロールゲートがワード線に接続されており、
各メモリトランジスタのソースが、メモリトランジスタ
と同様の断面形状を有するトランジスタを介してアルミ
配線で形成されたソース線に接続されることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置を説明した。また、この実施
例では、ソース線に高圧を印加し、ワード線を接地する
ことによってソース線とメモリトランジスタのソースと
の間に形成されたフローティングゲートを有するトラン
ジスタのしきい値を下げることを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置を説明した。
【0031】実施例5.なお、図7(A)に示したソー
ス線トランジスタのしきい値を低くする操作を行なわず
に、デプレッションになるチャネルドープを行なっても
よい。
ス線トランジスタのしきい値を低くする操作を行なわず
に、デプレッションになるチャネルドープを行なっても
よい。
【0032】実施例6.また、上記実施例では、ソース
線トランジスタとメモリトランジスタが同様に形成され
る場合を示したが、その断面形状が全く同一である必要
はなく、多少の変更があってもかまわない。たとえば、
図8に示すように、通常のメモリトランジスタのソース
とドレインのプロファイルは異なるが、ソース線トラン
ジスタのソースとドレインのプロファイルはソースと同
じになるようにする方が望ましい。通常のメモリトラン
ジスタのドレイン側ではホットホール注入が起こり易く
なるよう、すなわち耐圧を低くするため、浅い注入がな
される。また、ソース側ではトンネル引き抜きを行なう
ため耐圧を確保するよう深い注入が行なわれる。これに
対して、ソース線トランジスタではドレイン側(コンタ
クトのある側)に高圧が印加されるため、ドレイン側に
もソースと同じ深い注入を行なうことが望ましい。以上
この実施例では、ソース線トランジスタのソース、ドレ
イン等の位置関係は通常のメモリトランジスタと同一で
あるが、ソースとドレインの注入を通常のメモリトラン
ジスタのソース側注入と同じとしたことを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置を説明した。
線トランジスタとメモリトランジスタが同様に形成され
る場合を示したが、その断面形状が全く同一である必要
はなく、多少の変更があってもかまわない。たとえば、
図8に示すように、通常のメモリトランジスタのソース
とドレインのプロファイルは異なるが、ソース線トラン
ジスタのソースとドレインのプロファイルはソースと同
じになるようにする方が望ましい。通常のメモリトラン
ジスタのドレイン側ではホットホール注入が起こり易く
なるよう、すなわち耐圧を低くするため、浅い注入がな
される。また、ソース側ではトンネル引き抜きを行なう
ため耐圧を確保するよう深い注入が行なわれる。これに
対して、ソース線トランジスタではドレイン側(コンタ
クトのある側)に高圧が印加されるため、ドレイン側に
もソースと同じ深い注入を行なうことが望ましい。以上
この実施例では、ソース線トランジスタのソース、ドレ
イン等の位置関係は通常のメモリトランジスタと同一で
あるが、ソースとドレインの注入を通常のメモリトラン
ジスタのソース側注入と同じとしたことを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置を説明した。
【0033】実施例7.なお、上記実施例1〜6におい
ては、不揮発性の場合を示したが、揮発性の半導体記憶
装置であってもかまわない。
ては、不揮発性の場合を示したが、揮発性の半導体記憶
装置であってもかまわない。
【0034】
【発明の効果】以上のように、第1の発明に係る半導体
記憶装置は、ソース線トランジスタを介して、メモリセ
ルのソースをソース線に接続し、消去時に非選択のメモ
リセルのワード線が接地できるようにしたので、消去終
了後のソース線やビット線からの放電による非選択のメ
モリセルへの誤書き込みを防止することができる。
記憶装置は、ソース線トランジスタを介して、メモリセ
ルのソースをソース線に接続し、消去時に非選択のメモ
リセルのワード線が接地できるようにしたので、消去終
了後のソース線やビット線からの放電による非選択のメ
モリセルへの誤書き込みを防止することができる。
【0035】以上のように、第2の発明に係わる半導体
記憶装置は、メモリトランジスタのソース拡散領域と、
アルミで形成されたソース線とのコンタクトをメモリト
ランジスタと同様の断面構造のソース線トランジスタを
介して取るようにしたので、歩留まりが高く、消費電力
の少ないフラッシュメモリが得られるという効果があ
る。
記憶装置は、メモリトランジスタのソース拡散領域と、
アルミで形成されたソース線とのコンタクトをメモリト
ランジスタと同様の断面構造のソース線トランジスタを
介して取るようにしたので、歩留まりが高く、消費電力
の少ないフラッシュメモリが得られるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明に係る半導体記憶装置の一実施例の
等価回路図。
等価回路図。
【図2】第1の発明に係る半導体記憶装置の他の実施例
の等価回路図。
の等価回路図。
【図3】第1の発明に係る半導体記憶装置の他の実施例
の等価回路図。
の等価回路図。
【図4】第1の発明に係る半導体記憶装置の他の実施例
の等価回路図。
の等価回路図。
【図5】第2の発明に係る半導体記憶装置の一実施例の
平面図。
平面図。
【図6】第2の発明に係る半導体記憶装置の一実施例の
等価回路図。
等価回路図。
【図7】第2の発明に係る半導体記憶装置の一実施例の
動作説明図。
動作説明図。
【図8】第2の発明に係る半導体記憶装置の一実施例の
断面図。
断面図。
【図9】フラッシュメモリの断面図。
【図10】フラッシュメモリのブロック図。
【図11】従来例の等価回路図。
【図12】従来例の平面図。
【図13】従来例の断面図。
7 ワード線 9 ロウデコーダ 17 ソース線 201、202 ソース線トランジスタ 300 ソース線デコーダ 301、302、・・・メモリセル/メモリトランジス
タ
タ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 好和 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 二ツ谷 知士 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社エル・エス・アイ研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 以下の要素を有する半導体記憶装置 (a)少なくともソースを有するメモリセル、 (b)上記メモリセルに使用されるソース線、 (c)上記メモリセルのソースと上記ソース線の間に設
けられたソース線トランジスタ。 - 【請求項2】 以下の要素を有する半導体記憶装置 (a)基板上に所定の位置関係をもって形成されたコン
トロールゲートとソースとドレインを有するメモリトラ
ンジスタ、 (b)上記メモリトランジスタのソースに使用されるソ
ース線、 (c)上記メモリトランジスタのソースと上記ソース線
の間にあって、少なくとも、そのコントロールゲートと
ソースとドレインの基板上に形成された位置関係が、上
記メモリトランジスタと同一であるソース線トランジス
タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3232872A JP2827607B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3232872A JP2827607B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0575074A true JPH0575074A (ja) | 1993-03-26 |
JP2827607B2 JP2827607B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=16946154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3232872A Expired - Lifetime JP2827607B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2827607B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100614237B1 (ko) * | 2000-03-09 | 2006-08-18 | 삼성전자주식회사 | 음의 고전압 비교 회로를 구비한 플래시 메모리 장치 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH025470A (ja) * | 1988-01-26 | 1990-01-10 | Sgs Thomson Microelectron Sa | ソース線選択用トランジスタを備えるフローティングゲートeeprom |
JPH04350968A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-04 | Casio Comput Co Ltd | 半導体記憶装置の駆動方法 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3232872A patent/JP2827607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH025470A (ja) * | 1988-01-26 | 1990-01-10 | Sgs Thomson Microelectron Sa | ソース線選択用トランジスタを備えるフローティングゲートeeprom |
JPH04350968A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-04 | Casio Comput Co Ltd | 半導体記憶装置の駆動方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100614237B1 (ko) * | 2000-03-09 | 2006-08-18 | 삼성전자주식회사 | 음의 고전압 비교 회로를 구비한 플래시 메모리 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2827607B2 (ja) | 1998-11-25 |
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