JPH06325582A - Non-volatile storage device - Google Patents
Non-volatile storage deviceInfo
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- JPH06325582A JPH06325582A JP5110596A JP11059693A JPH06325582A JP H06325582 A JPH06325582 A JP H06325582A JP 5110596 A JP5110596 A JP 5110596A JP 11059693 A JP11059693 A JP 11059693A JP H06325582 A JPH06325582 A JP H06325582A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、EEPROM(Electrically
Erasable Programable Read On Memory)等の、半永久的
に情報の記憶を行う不揮発性記憶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an EEPROM (Electrically
The present invention relates to a non-volatile storage device such as Erasable Programmable Read On Memory) that semi-permanently stores information.
【0002】[0002]
【従来の技術】図13は、不揮発性記憶装置の構成を示
す平面図である。この図は、パッシベーション膜を剥が
した状態を示している。同図を参照して、従来の不揮発
性記憶装置は、P型シリコン基板1上に、複数のメモリ
セル2A,2B,2C,2Dが行方向及び列方向に沿っ
てマトリクス状に配列形成されている。2. Description of the Related Art FIG. 13 is a plan view showing the structure of a nonvolatile memory device. This figure shows a state in which the passivation film is peeled off. Referring to FIG. 1, a conventional nonvolatile memory device has a plurality of memory cells 2A, 2B, 2C, and 2D arranged in a matrix on a P-type silicon substrate 1 along a row direction and a column direction. There is.
【0003】各メモリセル2A〜2Dは、フローティン
グゲート3を有するスタック型メモリトランジスタ4
A,4B,4C,4Dから構成されている。つまり、い
わゆる1セル/1トランジスタ構造を有している。列方
向に沿って並ぶメモリトランジスタ4A,4Bのコント
ロールゲートは、列方向に沿って延ばされてワードライ
ンWL1となっている。同様に、列方向に沿って並ぶメ
モリトランジスタ4C,4Dのコントロールゲートは、
列方向に沿って延ばされてワードラインWL2となって
いる。Each of the memory cells 2A to 2D has a stack type memory transistor 4 having a floating gate 3.
It is composed of A, 4B, 4C and 4D. That is, it has a so-called 1 cell / 1 transistor structure. The control gates of the memory transistors 4A and 4B arranged in the column direction are extended in the column direction to form the word line WL1. Similarly, the control gates of the memory transistors 4C and 4D arranged in the column direction are
The word line WL2 is extended along the column direction.
【0004】ワードラインWL1を共有するメモリトラ
ンジスタ4A,4BのN+ 型ソース領域5aは、ワード
ラインWL1と平行に延ばされている。同様に、ワード
ラインWL2を共有するメモリトランジスタ4C,4D
のN+ 型ソース領域5bは、ワードラインWL2と平行
に延ばされている。各ソース領域5a,5bには、その
延長方向の端部でソースコンタクトホール6a,6bを
通してソースラインSL(図14参照)が接触されてい
る。The N + type source regions 5a of the memory transistors 4A and 4B sharing the word line WL1 extend in parallel with the word line WL1. Similarly, the memory transistors 4C and 4D sharing the word line WL2 are shared.
The N + type source region 5b extends in parallel with the word line WL2. A source line SL (see FIG. 14) is in contact with each of the source regions 5a and 5b through source contact holes 6a and 6b at the ends in the extension direction.
【0005】行方向、即ちワードラインWL1と交差す
る方向に沿って隣接するメモリトランジスタ4A,4C
は、N+ 型ドレイン領域7aを共有しており、このドレ
イン領域7aには、ドレインコンタクトホール8aを通
してビットラインBL1(図14参照)が接触されてい
る。同様に、ワードラインWL2と交差する方向に沿っ
て隣接するメモリトランジスタ4B,4Dは、N+ 型ド
レイン領域7bを共有しており、このドレイン領域7b
には、ドレインコンタクトホール8bを通してビットラ
インBL2(図14参照)が接触されている。Memory transistors 4A and 4C adjacent to each other along the row direction, that is, the direction intersecting the word line WL1.
Share the N + -type drain region 7a, and the drain region 7a is in contact with the bit line BL1 (see FIG. 14) through the drain contact hole 8a. Similarly, the memory transistors 4B and 4D adjacent to each other along the direction intersecting the word line WL2 share the N + type drain region 7b, and the drain region 7b is shared.
Is in contact with the bit line BL2 (see FIG. 14) through the drain contact hole 8b.
【0006】図14は、上記不揮発性記憶装置の電気的
構成を示す等価回路図である。同図を参照して、ワード
ラインWL1は、列方向に沿って並ぶメモリトランジス
タ4A,4Bで共有されており、ワードラインWL2
は、列方向に沿って並ぶメモリトランジスタ4C,4D
で共有されている。ソースラインSLは、全てのメモリ
トランジスタ4A〜4Dのソースに共通接続されてい
る。FIG. 14 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the nonvolatile memory device. Referring to the figure, word line WL1 is shared by memory transistors 4A and 4B arranged in the column direction, and word line WL2
Are memory transistors 4C and 4D arranged in the column direction.
Shared in. The source line SL is commonly connected to the sources of all the memory transistors 4A to 4D.
【0007】ビットラインBL1,BL2は、ワードラ
インWL1,WL2と交差している。ビットラインBL
1は、行方向に沿って並ぶメモリトランジスタ4A,4
Cで共有されており、ビットラインBL2は、行方向に
沿って並ぶメモリトランジスタ4B,4Dで共有されて
いる。ここで、図14を参照して、上記不揮発性記憶装
置における情報の読出動作を説明する。例えばメモリセ
ル2Aに記憶されている情報を読み出すとする。まず、
ソースラインSLに対して0Vを印加すると共に、情報
の読出を行うメモリセル2Aが接続されているワードラ
インWL1に対して5Vを印加する。そして、メモリセ
ル2Aを選択するため、選択メモリセル2Aが接続され
ているビットラインBL1に対して1Vを印加すると共
に、他のワードラインWL2及びビットラインBL2に
対して0Vを印加する。The bit lines BL1 and BL2 intersect the word lines WL1 and WL2. Bit line BL
1 denotes memory transistors 4A, 4 arranged in the row direction.
The bit line BL2 is shared by C, and the bit line BL2 is shared by the memory transistors 4B and 4D arranged in the row direction. Here, with reference to FIG. 14, an information reading operation in the nonvolatile memory device will be described. For example, assume that the information stored in the memory cell 2A is read. First,
While applying 0V to the source line SL, 5V is applied to the word line WL1 to which the memory cell 2A for reading information is connected. Then, in order to select the memory cell 2A, 1V is applied to the bit line BL1 to which the selected memory cell 2A is connected, and 0V is applied to the other word line WL2 and bit line BL2.
【0008】そうすると、選択メモリセル2Aでは、メ
モリトランジスタ4AのフローティングゲートFGに電
荷が蓄積されておれば、ソースS−ドレインD間にチャ
ネルが形成されず、その結果メモリトランジスタ4Aが
導通しない。つまり、選択メモリセル2Aにセル電流が
流れない。一方、メモリトランジスタ4Aのフローティ
ングゲートFGに電荷が蓄積されていなければ、ソース
S−ドレインD間にチャネルが形成され、その結果メモ
リトランジスタ4Aが導通する。つまり、図中実線の矢
印で示すように、選択メモリセル2Aにセル電流が流れ
る。この状態をセンシングすることで、選択メモリセル
2Aに記憶されている情報に読出が達成される。Then, in the selected memory cell 2A, if charges are accumulated in the floating gate FG of the memory transistor 4A, a channel is not formed between the source S and the drain D, and as a result, the memory transistor 4A does not conduct. That is, no cell current flows through the selected memory cell 2A. On the other hand, if no charge is stored in the floating gate FG of the memory transistor 4A, a channel is formed between the source S and the drain D, and as a result, the memory transistor 4A becomes conductive. That is, a cell current flows through the selected memory cell 2A as indicated by the solid line arrow in the figure. By sensing this state, reading of the information stored in the selected memory cell 2A is achieved.
【0009】なお、以下の説明において、メモリトラン
ジスタ4A〜4Dを総称するときは「メモリトランジス
タ4」という。In the following description, the memory transistors 4A to 4D are collectively referred to as "memory transistor 4".
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記不揮発性記憶装置
においては、各メモリトランジスタの動作特性、即ち動
作速度にばらつきがあるため、駆動方法に応じて情報の
消去、あるいは書込に際し、メモリトランジスタにいわ
ゆる過剰消去、あるいは過剰書込状態が発生し、メモリ
トランジスタがデプレッション(depletion) 状態となる
ことがある。In the above non-volatile memory device, the operating characteristics of each memory transistor, that is, the operating speed varies, so that when erasing or writing information according to the driving method, the A so-called over-erased or over-written state may occur and the memory transistor may be in a depletion state.
【0011】つまり、メモリトランジスタ4のフローテ
ィングゲートFGにエレクトロンが蓄積されている状態
を書込状態とする場合には、例えば図15(a)に示す
ように、コントロールゲートCGに−9Vを、ソースS
に5Vをそれぞれ印加すると共に、ドレインDを開放状
態とし、基板1に0Vを印加して、フローティングゲー
トFGに蓄積されているエレクトロンをソースS側にF
N(Fowler-Nordheim)トンネリングさせて引き抜く、い
わゆるソース引抜き方式により、情報の消去が行われ
る。あるいは、図15(b)に示すように、コントロー
ルゲートCGに−20Vを印加すると共に、ソースS、
ドレインD及び基板1に0Vをそれぞれ印加して、コン
トロールゲートCG−基板1間にFNトンネル電流を発
生させ、このFNトンネル電流によりフローティングゲ
ートFGに蓄積されているエレクトロンを基板1側に引
き抜く、いわゆる基板引抜き方式により、情報の消去が
行われることもある。このとき、エレクトロンが過剰に
引き抜かれ過剰消去状態となると、図15(c)に示す
ように、フローティングゲートFGにホールが蓄積され
ることになる。フローティングゲートFGにホールが蓄
積されると、フローティングゲートFG直下の基板1の
表面がホールの影響を受けて反転する。その結果、メモ
リトランジスタ4のソースS−ドレインD間にチャネル
が形成され、デプレッション状態となる。That is, when the state in which electrons are accumulated in the floating gate FG of the memory transistor 4 is set as the writing state, for example, as shown in FIG. 15A, the control gate CG is set to -9V and the source is set. S
To the source S side by applying 0V to the substrate 1 while applying 5V to each of them, opening the drain D, and applying 0V to the substrate 1.
Information is erased by a so-called source extraction method in which N (Fowler-Nordheim) tunneling is performed and extraction is performed. Alternatively, as shown in FIG. 15B, -20V is applied to the control gate CG and the source S,
By applying 0V to the drain D and the substrate 1 respectively, an FN tunnel current is generated between the control gate CG and the substrate 1, and the electrons accumulated in the floating gate FG are extracted to the substrate 1 side by this FN tunnel current. Information may be erased by the substrate extraction method. At this time, if electrons are excessively extracted and become in an excessively erased state, holes are accumulated in the floating gate FG as shown in FIG. When holes are accumulated in the floating gate FG, the surface of the substrate 1 directly below the floating gate FG is affected by the holes and is inverted. As a result, a channel is formed between the source S and the drain D of the memory transistor 4, and the depletion state is set.
【0012】一方、メモリトランジスタ4のフローティ
ングゲートFGにエレクトロンが蓄積されている状態を
消去状態とする場合には、例えば図16(a)に示すよ
うに、コントロールゲートCGに−7Vを、ドレインD
に5Vをそれぞれ印加すると共に、ソースS及び基板1
に0Vをそれぞれ印加して、フローティングゲートFG
に蓄積されているエレクトロンをドレインD側にFNト
ンネリングさせて引き抜く、いわゆるドレイン引抜き方
式により、情報の書込が行われる。このとき、エレクト
ロンが過剰に引き抜かれ過剰書込状態となると、図16
(b)に示すように、メモリトランジスタ4のフローテ
ィングゲートFGにホールが蓄積されることになって、
デプレッション状態となる。On the other hand, when the state in which the electrons are accumulated in the floating gate FG of the memory transistor 4 is to be the erased state, for example, as shown in FIG. 16A, the control gate CG is set to -7V and the drain D is set.
5V is applied to each of the source S and the substrate 1
0V is applied to the floating gate FG
Information is written by a so-called drain extraction method, in which the electrons accumulated in 1 are tunneled to the drain D side by FN and extracted. At this time, if the electrons are excessively extracted and the state becomes the excessive write state, FIG.
As shown in (b), holes are accumulated in the floating gate FG of the memory transistor 4,
Depression state is entered.
【0013】再び図14を参照して、例えばメモリセル
2AとビットラインBL1を共有しているメモリセル2
Cのメモリトランジスタ4Cが過剰消去、あるいは過剰
書込状態となっている場合に、メモリセル2Aに記憶さ
れている情報の読出を行うとする。非選択メモリセル2
Cでは、そのメモリトランジスタ4Cのコントロールゲ
ートCG及びソースSにはそれぞれ0Vが印加されると
共に、ドレインDには1Vが印加されることになる。こ
のとき、メモリトランジスタ4Cはデプレッション状態
にあるため、コントロールゲートに電圧が印加されなく
ても、図中点線の矢印で示すように、非選択メモリセル
2C内にセル電流が流れてしまう。そのため、非選択メ
モリセル2Cに記憶されている情報が誤って読み出され
てしまう。Referring again to FIG. 14, memory cell 2 sharing bit line BL1 with memory cell 2A, for example.
It is assumed that the information stored in the memory cell 2A is read when the memory transistor 4C of C is in the overerased or overwritten state. Unselected memory cell 2
In C, 0V is applied to the control gate CG and the source S of the memory transistor 4C, and 1V is applied to the drain D. At this time, since the memory transistor 4C is in the depletion state, even if no voltage is applied to the control gate, a cell current will flow in the unselected memory cell 2C as indicated by the dotted arrow in the figure. Therefore, the information stored in the non-selected memory cell 2C is erroneously read.
【0014】そこで、上記誤読出を防止するため、ビッ
ト単位のベリファイ(verify)を行い、デプレッションセ
ルの発生を防止する技術が、「IE2 JOURNAL OF SOLID・
STATE CIRCUITS, VOL.24, NO.3, OCTOBER 1989」で提案
されている。この文献で提案されているベリファイ技術
は、全てのメモリトランジスタのしきい値の分布を見な
がらフローティングゲートに蓄積されているエレクトロ
ンを引き抜き、デプレッション状態にあるセルを検出
し、しきい値の分布が所望の範囲になるようにコントロ
ールすることによって、情報の読出時にデプレッション
セルの影響を受ける確率を低減させるものである。Therefore, in order to prevent the above-mentioned erroneous reading, a technique of performing verification in bit units to prevent the generation of depletion cells is described in "IE 2 JOURNAL OF SOLID.
STATE CIRCUITS, VOL.24, NO.3, OCTOBER 1989 ". The verifying technique proposed in this document draws out the electrons accumulated in the floating gate while detecting the threshold distributions of all memory transistors, detects the cells in the depletion state, and determines the threshold distributions. By controlling so as to fall within a desired range, the probability of being affected by the depletion cell at the time of reading information is reduced.
【0015】しかしながら、上記ベリファイ技術を採用
すると、所定のベリファイ制御回路が必要となってチッ
プ面積が大きくなってしまう。また、情報の書換を行う
度にベリファイを行うと、却ってプログラム時間が長く
なってしまう。本発明は、上記に鑑み、チップ面積を増
大させることなく、かつプログラム時間が長くならない
で、情報の読出時に選択セルがデプレッションセルの影
響を受ける確率を低減することができる不揮発性記憶装
置の提供を目的とする。However, if the above verification technique is adopted, a predetermined verification control circuit is required and the chip area becomes large. In addition, if the verification is performed every time the information is rewritten, the program time becomes rather long. In view of the above, the present invention provides a non-volatile memory device capable of reducing the probability that a selected cell is affected by a depletion cell at the time of reading information without increasing the chip area and lengthening the program time. With the goal.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、半導体基板上にマトリクス状に配列されており、
ソース、ドレイン、ゲート及び電荷を蓄積し得る電荷蓄
積層を有し、この電荷蓄積層に電荷を注入したり、電荷
蓄積層から電荷を取り出したりすることで情報の記憶を
行う複数のメモリトランジスタ、所定の方向に沿って並
ぶメモリトランジスタのゲートに共通に接続されたワー
ドライン、ワードラインを共有するメモリトランジスタ
のソースを共通接続するソースライン、ワードラインと
交差する方向に沿って並ぶメモリトランジスタのドレイ
ンを共通接続するビットライン、各ワードライン及びソ
ースラインに対応して設けられ、対応するソースライン
を開放状態とするための複数のセレクトランジスタを含
み、各セレクトランジスタは、ソース、ドレイン及びゲ
ートを有しており、ゲートには対応するワードラインが
接続され、ソース又はドレインのいずれか一方には対応
するソースラインが接続され、ソース又はドレインのい
ずれか他方にはソースコモンラインが共通接続されてい
るソースオープン回路、所望のメモリトランジスタに記
憶されている情報を読み出すために、そのメモリトラン
ジスタを選択する手段、情報の読出時に、選択されたメ
モリトランジスタが接続されているビットラインの電位
の変化を検出する手段、情報の読出時に、選択されたメ
モリトランジスタが接続されているビットラインに対し
て、メモリトランジスタのソース−ドレイン間で電流を
発生させ得る読出電圧を印加する手段、情報の読出時
に、選択されたメモリトランジスタが接続されているワ
ードラインに対して、電荷蓄積層の状態に応じてメモリ
トランジスタのソース−ドレイン間を導通状態又は遮断
状態とすることができるセンス電圧を印加し、当該選択
ワードラインが接続されているセレクトトランジスタを
導通させて、そのセレクトトランジスタに接続している
ソースラインとソースコモンラインとを接続状態とする
と共に、非選択のメモリトランジスタが接続されている
ワードラインに対して接地電位を印加し、当該非選択ワ
ードラインが接続されている各セレクトトランジスタを
導通させずに、そのセレクトトランジスタに接続してい
る各ソースラインとソースコモンラインとを遮断状態と
する手段、並びに情報の読出時に、ソースコモンライン
に対して読出電圧とは異なる所定の電圧を印加する手段
を含むものである。Means for solving the problems according to the present invention are arranged in a matrix on a semiconductor substrate,
A plurality of memory transistors each having a source, a drain, a gate, and a charge storage layer capable of storing charge, and storing information by injecting charge into the charge storage layer or extracting charge from the charge storage layer, A word line commonly connected to the gates of memory transistors arranged in a predetermined direction, a source line commonly connected to the sources of memory transistors sharing the word line, and a drain of memory transistors arranged in a direction intersecting the word line. A plurality of select transistors that are provided corresponding to the bit lines, the word lines and the source lines that are commonly connected to each other, and open the corresponding source lines. Each select transistor has a source, a drain and a gate. The corresponding word line is connected to the gate and the source Is a source open circuit in which the corresponding source line is connected to one of the drains and the source common line is commonly connected to the other of the source and the drain, and the information stored in the desired memory transistor is read out. Therefore, the means for selecting the memory transistor, the means for detecting a change in the potential of the bit line to which the selected memory transistor is connected at the time of reading the information, the means for selecting the memory transistor at the time of reading the information are connected. Means for applying a read voltage capable of generating a current between the source and drain of the memory transistor to the bit line, and a charge to the word line to which the selected memory transistor is connected at the time of reading information. Depending on the state of the storage layer, the source-drain of the memory transistor A sense voltage that can be turned on or off is applied, the select transistor connected to the selected word line is made conductive, and the source line connected to the selected transistor and the source common line are connected. At the same time, the ground potential is applied to the word line to which the unselected memory transistor is connected, and the select transistor connected to the unselected word line is connected to the select transistor without conducting. It includes means for disconnecting each source line from the source common line, and means for applying a predetermined voltage different from the read voltage to the source common line when reading information.
【0017】[0017]
【作用】上記課題解決手段において、情報の読出時に
は、選択メモリトランジスタが接続されているワードラ
インに対してセンス電圧が印加され、同じくビットライ
ンに対して読出電圧が印加され、ソースコモンラインに
対して読出電圧とは異なる所定の電圧が印加される。こ
のとき、選択メモリトランジスタの電荷蓄積層に電荷が
蓄積されておれば、センス電圧の影響が電荷蓄積層に蓄
積されている電荷で遮断され、基板まで到達しない。そ
の結果、メモリトランジスタのソース−ドレインが導通
せず、チャネルが形成されないため電流が流れない。一
方、選択メモリトランジスタの電荷蓄積層に電荷が蓄積
されていなければ、センス電圧の影響が基板の表面に及
び、メモリトランジスタのソース−ドレインが導通し、
チャネルが形成されて電流が流れる。このときのビット
ラインの電位の変化を検出することで、選択メモリトラ
ンジスタに記憶されている情報の読出が達成される。In the above-mentioned means for solving the problems, at the time of reading information, the sense voltage is applied to the word line to which the selected memory transistor is connected, the read voltage is applied to the bit line, and the source common line is applied. And a predetermined voltage different from the read voltage is applied. At this time, if the charge is accumulated in the charge storage layer of the selected memory transistor, the influence of the sense voltage is blocked by the charge accumulated in the charge storage layer and does not reach the substrate. As a result, the source-drain of the memory transistor does not conduct and a channel is not formed, so that no current flows. On the other hand, if no charge is stored in the charge storage layer of the selected memory transistor, the influence of the sense voltage extends to the surface of the substrate, and the source-drain of the memory transistor becomes conductive.
A channel is formed and a current flows. By detecting the change in the potential of the bit line at this time, reading of the information stored in the selected memory transistor is achieved.
【0018】また、ソースオープン回路内では、選択ワ
ードラインを共有しているセレクトトランジスタが導通
することによって、そのセレクトトランジスタに接続さ
れているソースラインとソースコモンラインとが接続状
態となる。そのため、選択メモリトランジスタで発生し
た電流が選択メモリトランジスタに接続されているソー
スラインを介してソースコモンラインに流れる。一方、
非選択のワードラインを共有している各セレクトトラン
ジスタは導通せず、そのセレクトトランジスタに接続さ
れている各ソースラインとソースコモンラインとが遮断
状態となる。そのため、選択メモリトランジスタとビッ
トラインを共有している非選択メモリトランジスタがデ
プレション状態であっても、当該デプレショントランジ
スタの電流が非選択メモリトランジスタに接続されてい
る各ソースラインを介してソースコモンラインに流れな
い。In the source open circuit, the select transistors sharing the selected word line become conductive, so that the source line connected to the select transistor and the source common line are connected. Therefore, the current generated in the selected memory transistor flows to the source common line via the source line connected to the selected memory transistor. on the other hand,
The select transistors sharing the unselected word line do not conduct, and the source line and the source common line connected to the select transistor are cut off. Therefore, even if the non-selected memory transistor sharing the bit line with the selected memory transistor is in the depletion state, the current of the depletion transistor is source common through each source line connected to the non-selected memory transistor. It doesn't flow on the line.
【0019】このように、情報の読出時には、選択メモ
リトランジスタが接続されているソースラインとソース
コモンラインとが接続状態とされ、選択メモリトランジ
スタで発生した電流のみがソースコモンラインに流れ、
非選択メモリトランジスタが接続されているソースライ
ンが開放状態とされ、非選択メモリトランジスタで発生
した電流がソースコモンラインに流れないようにするこ
とができるので、読出時に選択メモリセルが非選択のデ
プレッションセルの影響を受ける確率を低減することが
できる。As described above, at the time of reading information, the source line connected to the selected memory transistor and the source common line are connected to each other, and only the current generated in the selected memory transistor flows in the source common line.
The source line to which the non-selected memory transistor is connected is opened, and the current generated in the non-selected memory transistor can be prevented from flowing to the source common line. The probability of being affected by the cell can be reduced.
【0020】[0020]
【実施例】まず、本発明の第1実施例を図1ないし図1
0に基づき詳述する。図1は、本発明の第1実施例に係
る不揮発性記憶装置の構成を示しており、同図(a)
は、パッシベーション膜を剥した状態を示す平面図、同
図(b)は、同図(a)のII−II線断面図、同図(c)
は、同図(a)のIV-IV 線断面図である。図1(a)を
参照して、本実施例の不揮発性記憶装置は、P型シリコ
ン基板10上に、メモリセルアレー20及びソースオー
プン回路30を備えている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It will be described in detail based on 0. FIG. 1 shows the configuration of a non-volatile memory device according to the first embodiment of the present invention.
Is a plan view showing a state in which the passivation film is peeled off, FIG. 7B is a sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 4B is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. Referring to FIG. 1A, the nonvolatile memory device of this embodiment includes a memory cell array 20 and a source open circuit 30 on a P-type silicon substrate 10.
【0021】メモリセルアレー20は、行方向及び列方
向に沿ってマトリクス状に配列された複数のメモリセル
21A,21B,21C,21D,21E,21F,2
1G,21Hを備えており、各メモリセル21A〜21
Hは、スタック型メモリトランジスタ22A,22B,
22C,22D,22E,22F,22G,22Hから
構成されている。つまり、1セル/1トランジスタ構造
を有している。The memory cell array 20 includes a plurality of memory cells 21A, 21B, 21C, 21D, 21E, 21F, 2 arranged in a matrix along the row and column directions.
1G, 21H, and each memory cell 21A-21
H is a stack type memory transistor 22A, 22B,
22C, 22D, 22E, 22F, 22G, 22H. That is, it has a 1-cell / 1-transistor structure.
【0022】ソースオープン回路30は、列方向に並ぶ
メモリトランジスタ22A,22B、22C,22D、
及び22E,22F、並びに22G,22Hにそれぞれ
対応して行方向に沿って並ぶ複数のMOS型セレクトト
ランジスタ31A,31B,31C,31Dを備えてい
る。列方向に隣接するメモリトランジスタ及びセレクト
トランジスタは、図1(c)(メモリトランジスタ22
G,22H及びセレクトトランジスタ31Dのみ現れて
いる。)に示すように、シリコン基板10の表面層に所
定の間隔をあけて厚く形成された複数のフィールド酸化
膜40で素子分離されている。The source open circuit 30 includes memory transistors 22A, 22B, 22C and 22D arranged in the column direction.
, 22E, 22F, and 22G, 22H, respectively, are provided with a plurality of MOS type select transistors 31A, 31B, 31C, 31D arranged in the row direction. The memory transistor and the select transistor which are adjacent in the column direction are shown in FIG.
Only G, 22H and select transistor 31D appear. ), Element isolation is performed by a plurality of field oxide films 40 which are formed thickly on the surface layer of the silicon substrate 10 at predetermined intervals.
【0023】各メモリトランジスタ22A〜22Hは、
図1(b)(メモリトランジスタ22A,22C,22
E,22Gのみ現れている。)に示すように、シリコン
基板10の表面層に所定の間隔をあけて形成されたソー
ス領域23及びドレイン領域24と、各ソース領域23
及びドレイン領域24で挟まれるように生じるチャネル
領域25上に形成されたトンネル酸化膜26と、各トン
ネル酸化膜26上に形成されたフローティングゲート2
7と、各フローティングゲート27上に形成されたON
O(oxide-nitride-oxide) 膜28と、ONO膜28上に
形成されたコントロールゲート29とを備えている。Each of the memory transistors 22A to 22H is
FIG. 1B (memory transistors 22A, 22C, 22
Only E and 22G appear. ), The source region 23 and the drain region 24 are formed on the surface layer of the silicon substrate 10 with a predetermined space, and each source region 23.
And the tunnel oxide film 26 formed on the channel region 25 sandwiched between the drain regions 24 and the floating gate 2 formed on each tunnel oxide film 26.
7 and ON formed on each floating gate 27
An O (oxide-nitride-oxide) film 28 and a control gate 29 formed on the ONO film 28 are provided.
【0024】各ソース領域23は、図1(b)に示すよ
うに、N+ 層からなる、いわゆるシングルソース構造を
有しており、行方向に隣接するメモリトランジスタ同士
で共有されている。各ドレイン領域24は、図1(b)
に示すように、N+ 層24aと、N+ 層24aの両端に
接合されたP+ 層24bとからなる、いわゆるLDD(l
ight dopeddrain) 構造を有しており、行方向に隣接す
るメモリトランジスタ同士で共有されている。As shown in FIG. 1B, each source region 23 has a so-called single source structure composed of an N + layer, and is shared by memory transistors adjacent in the row direction. Each drain region 24 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the so-called LDD (l) is composed of an N + layer 24a and P + layers 24b joined to both ends of the N + layer 24a.
ight doped drain) structure, which is shared by memory transistors adjacent to each other in the row direction.
【0025】トンネル酸化膜26は、各チャネル領域2
5で発生した電荷をトンネルさせるものである。それゆ
え、トンネル酸化膜26は、SiO2 からなり、その膜
厚は、電荷をトンネルさせ得るよう極めて薄く設けられ
ている。各フローティングゲート27は、トンネル酸化
膜26をトンネルしてきた電荷を蓄積するものであっ
て、例えばAs、P等を高濃度にドープして低抵抗化し
たポリシリコンからなる。このフローティングゲート2
7は、図1(a)に示すように、島状に配置されてい
る。The tunnel oxide film 26 is formed in each channel region 2.
The charge generated in 5 is tunneled. Therefore, the tunnel oxide film 26 is made of SiO 2 , and its film thickness is extremely thin so that the charges can be tunneled. Each floating gate 27 is for accumulating charges tunneling through the tunnel oxide film 26, and is made of, for example, polysilicon in which As, P, etc. are highly doped to reduce the resistance. This floating gate 2
7 are arranged in an island shape as shown in FIG.
【0026】各ONO膜28は、電荷をフローティング
ゲート27内に長時間閉じ込めておくためのものであっ
て、Si3 N4 膜を上下からSiO2 膜でサンドイッチ
した構造を有している。各コントロールゲート29は、
情報の書込、消去及び読出時に所定の制御電圧が印加さ
れるものであって、例えばAs、P等を高濃度にドープ
して低抵抗化したポリシリコンからなる。Each ONO film 28 is for confining charges in the floating gate 27 for a long time, and has a structure in which a Si 3 N 4 film is sandwiched between upper and lower SiO 2 films. Each control gate 29 has
A predetermined control voltage is applied at the time of writing, erasing, and reading of information, and is made of, for example, polysilicon in which As, P, etc. are highly doped to reduce the resistance.
【0027】各セレクトトランジスタ31A〜31D
は、図1(a)(c)に示すように、シリコン基板10
の表面層に所定の間隔をあけて形成されたN+ 型ソース
領域32及びN+ 型ドレイン領域33と、各ソース領域
32及びドレイン領域33で挟まれるように生じるチャ
ネル領域上に形成されたゲート酸化膜34と、ゲート酸
化膜34上に形成されたゲート35とを備えている。な
お、ゲート酸化膜34は、トンネル酸化膜26よりも相
対的に厚く設けられている。Select transistors 31A to 31D
Is a silicon substrate 10 as shown in FIGS.
Formed on the surface layer of the N + type source region 32 and the N + type drain region 33 at a predetermined interval, and a gate formed on the channel region sandwiched between the source region 32 and the drain region 33. An oxide film 34 and a gate 35 formed on the gate oxide film 34 are provided. The gate oxide film 34 is provided relatively thicker than the tunnel oxide film 26.
【0028】列方向に沿って並ぶメモリトランジスタ2
2A,22Bのコントロールゲート29は、列方向に沿
ってソースオープン回路30のセレクトトランジスタ3
1A上まで延ばされてワードラインWL1となってい
る。また、ワードラインWL1の延長方向に端部は、セ
レクトトランジスタ31Aのゲート35となっている。
同様に、列方向に沿って並ぶメモリトランジスタ22
C,22D、及び22E,22F,並びに22G,22
Hのコントロールゲート29も、列方向に沿ってソース
オープン回路30のセレクトトランジスタ31A上まで
延ばされて、それぞれワードラインWL2,WL3,W
L4となっている。また、ワードラインWL2,WL
3,WL4の延長方向に端部も、それぞれセレクトトラ
ンジスタ31B〜31Dのゲート35となっている。Memory transistors 2 arranged along the column direction
The control gates 29 of 2A and 22B correspond to the select transistor 3 of the source open circuit 30 along the column direction.
The word line WL1 is extended to above 1A. The end of the word line WL1 in the extending direction is the gate 35 of the select transistor 31A.
Similarly, the memory transistors 22 arranged in the column direction are arranged.
C, 22D, and 22E, 22F, and 22G, 22
The H control gate 29 is also extended along the column direction onto the select transistor 31A of the source open circuit 30, and the word lines WL2, WL3, and W, respectively.
It is L4. Also, the word lines WL2, WL
The ends of the WLs 3 and 4 in the extending direction also serve as the gates 35 of the select transistors 31B to 31D.
【0029】列方向に沿って並ぶメモリトランジスタの
各ソース領域23は、ワードラインWL1〜WL4と平
行に延ばされ、それぞれセレクトトランジスタ31A〜
31Dのドレイン領域33に接続してソースラインSL
1,SL2,SL3となっている。全面は、図1(b)
に示すように、層間絶縁膜50で覆われている。それゆ
え、各フローティングゲート27は、絶縁膜で囲まれ、
外部と接続がとられていない。層間絶縁膜50は、Pド
ープのSiO2 であるPSG(phosho-silicate-glass)
中にBを混入したBPSG(bron-phosho-silicate-glas
s)等からなる。層間絶縁膜50上において、図1(a)
に示すように、メモリトランジスタのドレイン領域24
と対応する箇所にはドレインコンタクトホール61,6
2,63,64が開口されており、セレクトトランジス
タのソース領域33と対応する箇所にはソースコンタク
トホール71,72が開口されている。The source regions 23 of the memory transistors arranged in the column direction extend in parallel with the word lines WL1 to WL4, and select transistors 31A to 31A, respectively.
Source line SL connected to the drain region 33 of 31D
1, SL2, SL3. The whole surface is shown in Fig. 1 (b).
As shown in FIG. 5, it is covered with the interlayer insulating film 50. Therefore, each floating gate 27 is surrounded by an insulating film,
Not connected to the outside. The interlayer insulating film 50 is made of P-doped SiO 2 PSG (phosho-silicate-glass).
BPSG (bron-phosho-silicate-glas) with B mixed in
s) etc. On the interlayer insulating film 50, FIG.
As shown in FIG.
Drain contact holes 61 and 6 are provided at the locations corresponding to
2, 63 and 64 are opened, and source contact holes 71 and 72 are opened at locations corresponding to the source regions 33 of the select transistors.
【0030】図1(b)に示すように、メモリトランジ
スタ22A,22Cで共有しているドレインコンタクト
ホール61、及びメモリトランジスタ22E,22Gで
共有しているドレインコンタクトホール63を通してビ
ットラインBL1が、メモリトランジスタ22A,22
C、及び22E,22Gでそれぞれ共有しているドレイ
ン領域24にそれぞれ接触している。同様に、メモリト
ランジスタ22B,22Dで共有しているドレインコン
タクトホール62、及びメモリトランジスタ22F,2
2Hで共有しているドレインコンタクトホール64を通
してビットラインBL2(図2参照)が、メモリトラン
ジスタ22B,22D、及び22F,22Hでそれぞれ
共有しているドレイン領域24にそれぞれ接触してい
る。ビットラインBL1,BL2は、図1(b)に示す
ように、ワードラインWL1〜WL4と交差して行方向
に沿って延ばされている。As shown in FIG. 1B, the bit line BL1 passes through the drain contact hole 61 shared by the memory transistors 22A and 22C and the drain contact hole 63 shared by the memory transistors 22E and 22G. Transistors 22A, 22
The drain regions 24 shared by C, 22E, and 22G are in contact with each other. Similarly, the drain contact hole 62 shared by the memory transistors 22B and 22D, and the memory transistors 22F and 2D.
The bit line BL2 (see FIG. 2) is in contact with the drain regions 24 shared by the memory transistors 22B and 22D and 22F and 22H, respectively, through the drain contact hole 64 shared by 2H. As shown in FIG. 1B, the bit lines BL1 and BL2 intersect the word lines WL1 to WL4 and extend in the row direction.
【0031】セレクトトランジスタ31A,31Bで共
有しているソースコンタクトホール71、及びセレクト
トランジスタ31C,31Dで共有しているソースコン
タクトホール72を通してソースコモンラインS/CL
(図2参照)が、セレクトトランジスタ31A,31
B、及び31C,31Dでそれぞれ共有しているソース
領域32に接触している。The source common line S / CL is provided through the source contact hole 71 shared by the select transistors 31A and 31B and the source contact hole 72 shared by the select transistors 31C and 31D.
(See FIG. 2) are select transistors 31A, 31
The source regions 32 shared by B, 31C, and 31D are in contact with each other.
【0032】図2は、不揮発性記憶装置の電気的構成を
示す等価回路図である。同図を参照して、ワードライン
WL1は、列方向に沿って並ぶメモリトランジスタ22
A,22B、セレクトトランジタ31Aで共有されてい
る。同様に、他のワードラインWL2〜WL4も、列方
向に沿って並ぶメモリトランジスタ22C,22D、セ
レクトトランジタ31B、及びメモリトランジスタ22
E,22F、セレクトトランジタ31C、並びにメモリ
トランジスタ22G,22H、セレクトトランジタ31
Dでそれぞれ共有されている。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing the electrical configuration of the nonvolatile memory device. Referring to the figure, the word line WL1 has memory transistors 22 arranged in the column direction.
It is shared by A, 22B and select transistor 31A. Similarly, for the other word lines WL2 to WL4, the memory transistors 22C and 22D, the select transistor 31B, and the memory transistor 22 arranged in the column direction are arranged.
E, 22F, select transistor 31C, and memory transistors 22G, 22H, select transistor 31
It is shared by D respectively.
【0033】図において左端のソースラインSL1は、
列方向に沿って並ぶメモリトランジスタ22A,22
B、セレクトトランジタ31Aで共有されている。ソー
スラインSL2は、列方向に沿って並ぶメモリトランジ
スタ22C,22D、セレクトトランジタ31B、及び
メモリトランジスタ22E,22F、セレクトトランジ
タ31Cで共有されている。右端のソースラインSL3
は、列方向に沿って並ぶメモリトランジスタ22A,2
2B、セレクトトランジタ31Aで共有されている。In the figure, the source line SL1 at the left end is
Memory transistors 22A, 22 arranged along the column direction
B, shared by Select Transistor 31A. The source line SL2 is shared by the memory transistors 22C and 22D, the select transistor 31B, and the memory transistors 22E and 22F and the select transistor 31C that are arranged in the column direction. Right source line SL3
Are memory transistors 22A, 2 arranged in the column direction.
2B, shared by select transistor 31A.
【0034】各ビットラインBL1,BL2は、各ワー
ドラインWL1〜WL4に交差している。ビットライン
BL1は、行方向に沿って並ぶメモリトランジスタ22
A,22C,22E,22Gで共有されている。同様
に、ビットラインBL2は、行方向に沿って並ぶメモリ
トランジスタ22B,22D,22F,22Hで共有さ
れている。The bit lines BL1 and BL2 intersect the word lines WL1 to WL4. The bit line BL1 has memory transistors 22 arranged in the row direction.
It is shared by A, 22C, 22E and 22G. Similarly, the bit line BL2 is shared by the memory transistors 22B, 22D, 22F, 22H arranged in the row direction.
【0035】ソースコモンラインS/CLは、行方向に
沿って並ぶセレクトトランジスタ31A〜31Dで共有
されている。基板には、共通の基板ラインSUBが設け
られている。ワードラインWL1〜WL4には、行デコ
ーダ81が接続されている。行デコーダ81は、情報の
書込、消去及び読出の際に、ワードラインWL1〜WL
4に所定の電圧を印加するためのものである。The source common line S / CL is shared by the select transistors 31A to 31D arranged in the row direction. A common substrate line SUB is provided on the substrates. A row decoder 81 is connected to the word lines WL1 to WL4. The row decoder 81 uses word lines WL1 to WL1 when writing, erasing and reading information.
4 is for applying a predetermined voltage.
【0036】ビットラインBL1,BL2には、列デコ
ーダ82が接続されている。列デコーダ82は、情報の
書込、消去及び読出の際に、ビットラインBL1,BL
2に対して所定の電圧を印加するためのものである。列
デコーダ82には、センスアンプ(SA)83が接続さ
れている。センスアンプ83は、情報の読出時に、選択
されたメモリトランジスタが接続されているビットライ
ンの電位の変化を検出するためのものである。A column decoder 82 is connected to the bit lines BL1 and BL2. The column decoder 82 uses the bit lines BL1 and BL1 when writing, erasing and reading information.
It is for applying a predetermined voltage to 2. A sense amplifier (SA) 83 is connected to the column decoder 82. The sense amplifier 83 is for detecting a change in the potential of the bit line to which the selected memory transistor is connected when reading information.
【0037】ソースコモンラインS/CLには、ソース
コントロール回路84が接続されている。ソースコント
ロール回路84は、情報の書込、消去及び読出の際に、
ソースラインSL1 〜SL3に対して所定の電圧を印加
するためのものである。基板ラインSUBには、基板コ
ントロール回路85が接続されている。基板コントロー
ル回路85は、情報の書込、消去及び読出の際に、基板
ラインSUBに対して所定の電圧を与えるためのもので
ある。A source control circuit 84 is connected to the source common line S / CL. The source control circuit 84, when writing, erasing and reading information,
This is for applying a predetermined voltage to the source lines SL1 to SL3. A substrate control circuit 85 is connected to the substrate line SUB. The substrate control circuit 85 is for applying a predetermined voltage to the substrate line SUB when writing, erasing and reading information.
【0038】行デコーダ81、列デコーダ82、センス
アンプ83、ソースコントロール回路84及び基板コン
トロール回路85は、図外の制御回路から制御信号が与
えられ、この制御信号により制御される。ここで、図3
ないし図9、及び表1ないし表3を参照しつつ、上記不
揮発性記憶装置における情報の書込、消去及び読出の各
動作について説明する。なお、表1ないし表3は、それ
ぞれ異なる駆動方式を示している。The row decoder 81, the column decoder 82, the sense amplifier 83, the source control circuit 84, and the substrate control circuit 85 are supplied with control signals from a control circuit (not shown) and are controlled by these control signals. Here, FIG.
9 to 9 and Tables 1 to 3, the operations of writing, erasing, and reading information in the nonvolatile memory device will be described. Note that Tables 1 to 3 show different driving methods.
【0039】まず、表1の駆動方式を採用したとする。
表1は、情報の書込時にフローティングゲートにホット
エレクトロンを注入し、情報の消去時にフローティング
ゲートに蓄積されているエレクトロンをソース側に引き
抜くといった駆動方式を示す。First, it is assumed that the driving method shown in Table 1 is adopted.
Table 1 shows a driving method in which hot electrons are injected into the floating gate at the time of writing information and electrons accumulated in the floating gate are pulled out to the source side at the time of erasing information.
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
【0041】<書込(WRITE)>例えば図2におい
て、メモリセル21Aに情報の書込を行うとする。ま
ず、ソースコントロール回路84及び基板コントロール
回路85により、ソースコモンラインS/CL及び基板
ラインSUBに対して0Vをそれぞれ印加しておく。行
デコーダ81により、情報の書込を行うメモリセル21
Aが接続されているワードラインWL1に対して12V
を印加する。そして、メモリセル21Aを選択するた
め、行デコーダ81及び列デコーダ82により、メモリ
セル21Aが接続されているビットラインBL1に対し
て5Vを印加すると共に、他のワードラインWL2〜W
L4及びビットラインBL2に対して0Vをそれぞれ印
加する。<Write (WRITE)> For example, in FIG. 2, it is assumed that information is written in the memory cell 21A. First, the source control circuit 84 and the substrate control circuit 85 apply 0V to the source common line S / CL and the substrate line SUB, respectively. The memory cell 21 in which information is written by the row decoder 81.
12V to word line WL1 to which A is connected
Is applied. Then, in order to select the memory cell 21A, the row decoder 81 and the column decoder 82 apply 5V to the bit line BL1 to which the memory cell 21A is connected, and at the same time, other word lines WL2 to W2.
0V is applied to L4 and bit line BL2, respectively.
【0042】そうすると、選択メモリセル21Aでは、
図3に示すように、メモリトランジスタ22Aのコント
ロールゲート29−ドレイン領域24間に高電界がかか
り、ソース領域23−ドレイン領域24間に飽和チャネ
ル電流が流れる。ドレイン領域24のピンチオフ領域で
は、高電界により加速されたエレクトロンがイオン化(i
mpact ionization) を起こし、高エネルギーを持つ、い
わゆるホットエレクトロンが発生する。このホットエレ
クトロンがトンネル酸化膜26をFNトンネリングし、
ドレイン領域24近傍のフローティングゲート27に注
入される。フローティングゲート27に注入されたエレ
クトロンは、ONO膜28によってフローティングゲー
ト27内に長時間閉じ込められる。その結果、選択メモ
リセル21Aは、情報「1」の書込状態となる。Then, in the selected memory cell 21A,
As shown in FIG. 3, a high electric field is applied between the control gate 29 and the drain region 24 of the memory transistor 22A, and a saturated channel current flows between the source region 23 and the drain region 24. In the pinch-off region of the drain region 24, the electrons accelerated by the high electric field are ionized (i
So-called hot electrons with high energy are generated. The hot electrons FN tunnel the tunnel oxide film 26,
It is injected into the floating gate 27 near the drain region 24. The electrons injected into the floating gate 27 are confined in the floating gate 27 for a long time by the ONO film 28. As a result, the selected memory cell 21A is in the state of writing the information "1".
【0043】フローティングゲートにエレクトロンが蓄
積されている状態と、蓄積されていない状態とでは、ソ
ース−ドレイン間を導通させるために必要なゲート電圧
が異なる。即ち、ソース−ドレイン間を導通させるため
のしきい値電圧VTHは、フローティングゲートのエレク
トロンを注入した状態で高いしきい値V1(例えば7
V)をとり、エレクトロンが未注入の状態で低いしきい
値V2(例えば1.5V)をとる。このように、しきい
値電圧VTHを2種類に設定することで「1」または
「0」の2値データをメモリセルに記憶させることがで
きる。 <消去(ERASE)>情報の消去は、ワードライン毎
に一括して行われる。例えば図2において、ワードライ
ンWL1に沿って配列するメモリセル21A,21Bに
記憶されている情報の消去を行うとする。列デコーダ8
2により全てのビットラインBL1,BL2を開放状態
とし、ソースコントロール回路84によりソースコモン
ラインS/CLに対して5Vを印加し、基板コントロー
ル回路85により基板ラインSUBに対して0Vを印加
しておく。メモリセル21A,21Bを選択するため、
行デコーダ81により、ワードラインWL1に対して−
9Vを印加すると共に、他のワードラインWL2〜WL
4に対して0Vを印加する。The gate voltage required for conducting between the source and drain differs between the state where electrons are accumulated in the floating gate and the state where electrons are not accumulated. That is, the threshold voltage V TH for conducting between the source and the drain is higher than the threshold voltage V 1 (for example, 7) when the electrons of the floating gate are injected.
V), and a low threshold V2 (for example, 1.5 V) is taken in a state where electrons have not been injected. Thus, by setting the threshold voltage V TH to two types, binary data of “1” or “0” can be stored in the memory cell. <Erase> Information is erased collectively for each word line. For example, in FIG. 2, it is assumed that the information stored in the memory cells 21A and 21B arranged along the word line WL1 is erased. Column decoder 8
2, all the bit lines BL1 and BL2 are opened, the source control circuit 84 applies 5V to the source common line S / CL, and the substrate control circuit 85 applies 0V to the substrate line SUB. . In order to select the memory cells 21A and 21B,
With respect to the word line WL1 by the row decoder 81,
9V is applied and other word lines WL2 to WL
0V is applied to 4.
【0044】そうすると、選択メモリセル21A,21
Bでは、図4に示すように、フローティングゲート27
に蓄積されているエレクトロンがソース領域23側にF
Nトンネリングして引き抜かれる。その結果、選択メモ
リセル21A,21Bに記憶されている情報が消去され
る。 <読出(READ)>例えば図2において、メモリセル
21Aに記憶されている情報の読出を行うとする。ま
ず、ソースコントロール回路84及び基板コントロール
回路85により、ソースコモンラインS/CL及び基板
ラインSUBに対して0Vをそれぞれ印加しておく。行
デコーダ81により、メモリセル21Aが接続されてい
るワードラインWL1に対してセンス電圧5Vを印加す
る。そして、メモリセル21Aを選択するため、行デコ
ーダ81及び列デコーダ82により、メモリセル21A
が接続されているビットラインBL1に対して1Vを印
加すると共に、他のワードラインWL2〜WL4及びビ
ットラインBL2に対して0Vをそれぞれ印加する。Then, the selected memory cells 21A, 21
In B, as shown in FIG.
The electrons accumulated in the
It is pulled out after N tunneling. As a result, the information stored in the selected memory cells 21A and 21B is erased. <Read (READ)> For example, in FIG. 2, it is assumed that the information stored in the memory cell 21A is read. First, the source control circuit 84 and the substrate control circuit 85 apply 0V to the source common line S / CL and the substrate line SUB, respectively. The row decoder 81 applies a sense voltage of 5V to the word line WL1 to which the memory cell 21A is connected. Then, the memory cell 21A is selected by the row decoder 81 and the column decoder 82 in order to select the memory cell 21A.
1V is applied to the bit line BL1 to which the bit lines are connected, and 0V is applied to the other word lines WL2 to WL4 and the bit line BL2.
【0045】そうすると、選択メモリセル21Aでは、
図5(a)に示すように、メモリトランジスタ21Aの
フローティングゲート27にエレクトロンが蓄積されて
いる状態にあると、コントロールゲート29の正電荷の
影響がフローティングゲート27内のエレクトロンによ
り遮断され、フローティングゲート27直下の基板10
まで到達しない。そのため、メモリトランジスタ21A
のソース領域23−ドレイン領域24が導通せず、チャ
ネルが形成されない。つまり、選択メモリセル21A内
にセル電流が流れない。一方、図5(b)に示すよう
に、メモリトランジスタ21Aのフローティングゲート
27にエレクトロンが蓄積されていない状態にあると、
コントロールゲート29の正電荷の影響がフローティン
グゲート27直下の基板10まで及び、基板10の表面
が反転する。そのため、メモリトランジスタ22Aのソ
ース領域23−ドレイン領域24が導通し、チャネルが
形成される。つまり、選択メモリセル21A内にセル電
流が流れる。この状態をデコーダ81,82及びセンス
アンプ83でセンシングすることにより、メモリセル2
1Aに記憶されている情報の読出が達成される。Then, in the selected memory cell 21A,
As shown in FIG. 5A, when electrons are accumulated in the floating gate 27 of the memory transistor 21A, the influence of the positive charge of the control gate 29 is blocked by the electrons in the floating gate 27, and Substrate 10 immediately below 27
Does not reach Therefore, the memory transistor 21A
The source region 23-drain region 24 are not conductive, and a channel is not formed. That is, no cell current flows in the selected memory cell 21A. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when electrons are not accumulated in the floating gate 27 of the memory transistor 21A,
The influence of positive charges on the control gate 29 extends to the substrate 10 directly below the floating gate 27, and the surface of the substrate 10 is inverted. Therefore, the source region 23 and the drain region 24 of the memory transistor 22A become conductive, and a channel is formed. That is, a cell current flows in the selected memory cell 21A. By sensing this state with the decoders 81 and 82 and the sense amplifier 83, the memory cell 2
Reading of the information stored in 1A is accomplished.
【0046】ここで、センス電圧とは、上記しきい値電
圧VTHの2種類のV1,V2の中間的な電圧である。し
たがって、このセンス電圧を印加すると、フローティン
グゲートにエレクトロンが蓄積されているか否かで、ソ
ース−ドレイン間の導通/非導通が決定される。次に、
表2の駆動方式を採用したとする。表2は、予め全ての
メモリセル内のメモリトランジスタのフローティングゲ
ートにエレクトロンを一括注入し、全てのメモリセルを
消去状態としておき、情報の書込時にフローティングゲ
ートに蓄積されているエレクトロンをドレイン側に引き
抜くといった駆動方式を示す。Here, the sense voltage is an intermediate voltage between two types of threshold voltages V TH , V1 and V2. Therefore, when this sense voltage is applied, conduction / non-conduction between the source and drain is determined by whether or not electrons are accumulated in the floating gate. next,
It is assumed that the driving method shown in Table 2 is adopted. Table 2 shows that electrons are injected into the floating gates of the memory transistors in all the memory cells in advance, all the memory cells are set in the erased state, and the electrons accumulated in the floating gates at the time of writing information are transferred to the drain side. The drive method of pulling out is shown.
【0047】[0047]
【表2】 [Table 2]
【0048】<書込(WRITE)>例えば図2におい
て、メモリセル21Aに情報の書込を行うとする。ま
ず、情報の書込に際し、予め全てのメモリセル21A〜
21D内のメモリトランジスタ22A〜20Dのフロー
ティングゲートにエレクトロンを一括注入し、全てのメ
モリセル21A〜21Dを消去状態とする。そして、ソ
ースコントロール回路84によりソースコモンラインS
/CLを開放状態とすると共に、基板コントロール回路
85により基板ラインSUBに対して0Vを印加してお
く。行デコーダ81により、情報の書込を行うメモリセ
ル21Aが接続されているワードラインWL1に対して
−7Vを印加する。メモリセル21Aを選択するため、
行デコーダ81及び列デコーダ82により、メモリセル
21Aが接続されているビットラインBL1に対して5
Vを印加すると共に、他のワードラインWL2〜WL4
に対して0Vを、ビットラインBL2に対して1Vをそ
れぞれ印加する。<Write (WRITE)> For example, in FIG. 2, it is assumed that information is written in the memory cell 21A. First, when writing information, all memory cells 21A ...
Electrons are collectively injected into the floating gates of the memory transistors 22A to 20D in 21D to put all the memory cells 21A to 21D in an erased state. Then, the source control circuit 84 causes the source common line S
/ CL is opened and 0V is applied to the substrate line SUB by the substrate control circuit 85. The row decoder 81 applies -7V to the word line WL1 to which the memory cell 21A for writing information is connected. In order to select the memory cell 21A,
By the row decoder 81 and the column decoder 82, 5 is applied to the bit line BL1 to which the memory cell 21A is connected.
V is applied and other word lines WL2 to WL4
To the bit line BL2 and 1 V to the bit line BL2.
【0049】そうすると、選択メモリセル21Aでは、
図6に示すように、メモリトランジスタ22Aのフロー
ティングゲート27に蓄積されているエレクトロンが、
FNトンネリングによりドレイン領域24側に引き抜か
れる。その結果、選択メモリセル21Aは、情報「0」
の書込状態となる。 <消去(ERASE)>情報の消去は、ワードライン毎
に一括して行われる。例えばワードラインWL1に沿っ
て配列されているメモリセル21A,21Bに記憶され
ている情報の消去を行うとする。まず、列デコーダ82
及びソースコントロール回路84、基板コントロール回
路85により、全てのビットラインBL1,BL2及び
ソースコモンラインS/CL、基板ラインSUBに対し
て−5Vを印加しておく。そして、メモリセル21A,
21Bを選択するため、行デコーダ81により、情報の
消去を行うメモリセル21A,21Bが接続されている
ワードラインWL1に対して20Vを印加すると共に、
他のワードラインWL2〜WL4に対して0Vを印加す
る。Then, in the selected memory cell 21A,
As shown in FIG. 6, the electrons accumulated in the floating gate 27 of the memory transistor 22A are
It is extracted to the drain region 24 side by FN tunneling. As a result, the selected memory cell 21A has information "0".
Will be in the write state. <Erase> Information is erased collectively for each word line. For example, it is assumed that the information stored in the memory cells 21A and 21B arranged along the word line WL1 is erased. First, the column decoder 82
The source control circuit 84 and the substrate control circuit 85 apply −5V to all the bit lines BL1 and BL2, the source common line S / CL, and the substrate line SUB. Then, the memory cell 21A,
In order to select 21B, the row decoder 81 applies 20V to the word line WL1 to which the memory cells 21A and 21B for erasing information are connected, and
0V is applied to the other word lines WL2 to WL4.
【0050】そうすると、選択メモリセル21A,21
Bでは、図7に示すように、メモリトランジスタ22
A,22Bのコントロールゲート29−基板10間にF
Nトンネル電流が発生し、このFNトンネル電流により
フローティングゲート27にエレクトロンが注入され
る。その結果、選択メモリセル21A,21Bは、情報
の消去状態となる。Then, the selected memory cells 21A, 21A
In B, as shown in FIG.
F between the control gates 29 of A and 22B and the substrate 10
An N tunnel current is generated, and electrons are injected into the floating gate 27 by this FN tunnel current. As a result, the selected memory cells 21A and 21B are in the erased state of information.
【0051】なお、読出動作については、上記ホットエ
レクトロン注入方式と同様であるので説明を省略する。
続いて、表3の駆動方式を採用したとする。表3は、コ
ントロールゲート−基板間にFNトンネル電流を発生さ
せ、このFNトンネル電流によりフローティングゲート
にエレクトロンを注入するといった駆動方式を示す。The read operation is similar to that of the hot electron injection method, and therefore its explanation is omitted.
Then, it is assumed that the driving method shown in Table 3 is adopted. Table 3 shows a driving method in which an FN tunnel current is generated between the control gate and the substrate and electrons are injected into the floating gate by the FN tunnel current.
【0052】[0052]
【表3】 [Table 3]
【0053】<書込(WRITE)>例えば図2におい
て、メモリセル21Aに情報の書込を行うとする。ま
ず、ソースコントロール回路84及び基板コントロール
回路85により、ソースコモンラインS/CL及び基板
ラインSUBに対して0Vを印加しておく。行デコーダ
81により、情報の書込を行うメモリセル21Aが接続
されているワードラインWL1に対して20Vを印加す
る。そして、メモリセル21Aを選択するため、行デコ
ーダ81及び列デコーダ82により、メモリセル21A
が接続されているビットラインBL1に対して0Vを印
加すると共に、他のワードラインWL2〜WL4に対し
て0Vを、ビットラインBL2に対して7Vをそれぞれ
印加する。<Write (WRITE)> For example, in FIG. 2, it is assumed that information is written in the memory cell 21A. First, the source control circuit 84 and the substrate control circuit 85 apply 0V to the source common line S / CL and the substrate line SUB. The row decoder 81 applies 20V to the word line WL1 to which the memory cell 21A for writing information is connected. Then, the memory cell 21A is selected by the row decoder 81 and the column decoder 82 in order to select the memory cell 21A.
0V is applied to the bit line BL1 connected to the same, 0V is applied to the other word lines WL2 to WL4, and 7V is applied to the bit line BL2.
【0054】そうすると、選択メモリセル21Aでは、
図8に示すように、メモリトランジスタ22A,22B
のコントロールゲート29−基板10間にFNトンネル
電流が発生し、このFNトンネル電流によりフローティ
ングゲート27にエレクトロンが注入される。その結
果、選択メモリセル21A,21Bは、情報「1」の書
込状態となる。 <消去(ERASE)>情報の消去は、ワードライン毎
に一括して行われる。例えば図2において、ワードライ
ンWL1に沿って配列されているメモリセル21A,2
1Bに記憶されている情報の消去を行うとする。まず、
列デコーダ82及びソースコントロール回路84、基板
コントロール回路85により、全てのビットラインBL
1,BL2及びソースコモンラインS/CL、基板ライ
ンSUBに対して0Vを印加しておく。そして、メモリ
セル21A,21Bを選択するため、行デコーダ81に
より、情報の消去を行うメモリセル21A,21Bが接
続されているワードラインWL1に対して−20Vを印
加すると共に、他のワードラインWL2〜WL4に対し
て0Vを印加する。Then, in the selected memory cell 21A,
As shown in FIG. 8, memory transistors 22A and 22B
An FN tunnel current is generated between the control gate 29 and the substrate 10, and electrons are injected into the floating gate 27 by this FN tunnel current. As a result, the selected memory cells 21A and 21B are in the state of writing the information "1". <Erase> Information is erased collectively for each word line. For example, in FIG. 2, the memory cells 21A and 2A arranged along the word line WL1.
It is assumed that the information stored in 1B is erased. First,
By the column decoder 82, the source control circuit 84, and the substrate control circuit 85, all bit lines BL
0V is applied to 1, BL2, the source common line S / CL, and the substrate line SUB. Then, in order to select the memory cells 21A and 21B, the row decoder 81 applies −20 V to the word line WL1 to which the memory cells 21A and 21B for erasing information are connected, and the other word lines WL2. 0V is applied to WL4.
【0055】そうすると、選択メモリセル21A,21
Bでは、図9に示すように、メモリトランジスタ22
A,22Bのコントロールゲート29−基板10間に書
込時とは逆のバイアスがかかり、書込時とは逆向きのF
Nトンネル電流が発生し、このFNトンネル電流により
フローティングゲート27に蓄積されているエレクトロ
ンが基板10側に抜ける。その結果、選択メモリセル2
1A,21Bは、情報の消去状態となる。Then, the selected memory cells 21A, 21
In B, as shown in FIG.
A bias reverse to that at the time of writing is applied between the control gates 29 of A and 22B and the substrate 10, and F at the opposite direction to that at the time of writing
An N tunnel current is generated, and the electrons accumulated in the floating gate 27 escape to the substrate 10 side by the FN tunnel current. As a result, the selected memory cell 2
1A and 21B are in the erased state of information.
【0056】なお、読出動作については、上記ホットエ
レクトロン注入方式と同様であるので説明を省略する。
図10は、読出時のセル電流の流れを示す図である。同
図を参照して、例えば情報の読出時にメモリセル21A
を選択すると、上述したように、ソースコモンラインS
/CL及び基板ラインSUBに対して0Vが印加される
と共に、選択されたワードラインWL1に対して5V
が、選択されたビットラインBL1に対して1Vがそれ
ぞれ印加される。また、非選択のワードラインWL2〜
WL4及びビットラインBL2に対して0Vがそれぞれ
印加されることになる。The read operation is similar to that of the hot electron injection method, and therefore its explanation is omitted.
FIG. 10 is a diagram showing a cell current flow at the time of reading. Referring to the figure, for example, when reading information, memory cell 21A
Is selected, as described above, the source common line S
0V is applied to / CL and the substrate line SUB and 5V is applied to the selected word line WL1.
However, 1V is applied to the selected bit line BL1. In addition, unselected word lines WL2 to
0V is applied to the WL4 and the bit line BL2, respectively.
【0057】このとき、選択されたワードラインWL1
を共有しているセレクトトランジスタ31Aのゲートに
は5Vがかかり、セレクトトランジスタ31AがONす
ることによって、選択メモリセル21Aに接続されてい
るソースラインSL1とソースコモンラインS/CLと
が接続状態となる。即ち、ソースラインSL1がグラン
ドに接地する。そのため、選択メモリセル21Aで発生
したセル電流が、図中矢印で示すように、ソースライン
SL1を介してソースコモンラインS/CLに流れ、グ
ランドに落ちる。At this time, the selected word line WL1
5V is applied to the gate of the select transistor 31A that shares the same, and when the select transistor 31A is turned on, the source line SL1 connected to the selected memory cell 21A and the source common line S / CL are connected. . That is, the source line SL1 is grounded. Therefore, the cell current generated in the selected memory cell 21A flows to the source common line S / CL via the source line SL1 and drops to the ground, as shown by the arrow in the figure.
【0058】一方、非選択のワードラインWL2〜WL
4を共有しているセレクトトランジスタ31B〜31D
のゲートには0Vがかかっており、セレクトトランジス
タ31B〜31DはOFFしたままであるので、非選択
メモリセルに接続されているソースラインSL2,SL
3とソースコモンラインS/CLとが遮断状態となる。
即ち、ソースラインSL2,SL3が開放状態となる。
そのため、選択されたビットラインBL1を共有してい
る非選択メモリセルのうち、ソースラインSL1を共有
していないセルがデプレション状態であっても、当該デ
プレションセルのセル電流がソースラインからソースコ
モンラインS/CLに流れない。つまり、ソースライン
SL1が接続されていない非選択メモリセルに記憶され
ている情報が誤って読み出される確率が少なくなる。On the other hand, unselected word lines WL2 to WL
Select transistors 31B to 31D sharing 4
Since 0V is applied to the gate of each of the source transistors and the select transistors 31B to 31D remain off, the source lines SL2 and SL connected to the non-selected memory cells are connected.
3 and the source common line S / CL are cut off.
That is, the source lines SL2 and SL3 are opened.
Therefore, even if a cell that does not share the source line SL1 among the unselected memory cells that share the selected bit line BL1 is in the depletion state, the cell current of the depletion cell is from the source line to the source. Does not flow to the common line S / CL. That is, the probability that the information stored in the non-selected memory cell to which the source line SL1 is not connected is erroneously read is reduced.
【0059】このように、上記不揮発性記憶装置では、
情報の読出時に選択メモリセルとワードラインを共有し
ているセレクトトランジスタのみをONさせて、選択メ
モリセルが接続されているソースラインを接地して電流
が流れるようにし、非選択メモリセルとワードラインを
共有しているセレクトトランジスタをOFFさせて、非
選択メモリセルが接続されているソースラインを開放状
態として電流が流れないようにできるため、読出時に選
択メモリセルが非選択のデプレッションセルの影響を受
ける確率を低減することができる。よって、誤読出を防
止するビット単位のベリファイが不要となって、チップ
面積が増大せず、しかもプログラム時間も短くて済む。As described above, in the above nonvolatile memory device,
At the time of reading information, only the select transistor sharing the word line with the selected memory cell is turned on, the source line connected to the selected memory cell is grounded so that a current flows, and the unselected memory cell and the word line are connected. It is possible to turn off the select transistor sharing the memory cell and open the source line to which the non-selected memory cell is connected so that no current flows. The probability of receiving it can be reduced. Therefore, it is not necessary to perform verification on a bit-by-bit basis to prevent erroneous reading, the chip area does not increase, and the programming time is short.
【0060】次に、本発明の第2実施例を図11及び図
12に基づき説明する。図11は、本発明の第2実施例
に係る不揮発性記憶装置の等価回路図である。同図を参
照して、本実施例の不揮発性記憶装置は、ソースライン
SL1〜SL4をビットラインBL1,BL2に沿って
並ぶメモリトランジスタで共有させずに、ワードライン
WL1〜WL4に沿って並ぶメモリトランジスタだけで
それぞれ共有するようにした点で、第1実施例と異なっ
ており、その他の構成は同様である。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the nonvolatile memory device according to the second embodiment of the present invention. Referring to the figure, in the nonvolatile memory device of the present embodiment, the memory cells arranged along the word lines WL1 to WL4 without sharing the source lines SL1 to SL4 with the memory transistors arranged along the bit lines BL1 and BL2. It is different from the first embodiment in that it is shared only by the transistors, and the other configurations are the same.
【0061】図12は、読出時のセル電流の流れを示す
図である。同図を参照して、例えば情報の読出時にメモ
リセル21Aを選択した場合には、ソースコントロール
回路84及び基板コントロール回路85により、ソース
ラインSL1〜SL3及び基板ラインSUBに対して0
Vが印加される。また、行デコーダ81及び列デコーダ
82により、ワードラインWL1に対して5Vが、ビッ
トラインBL1に対して1Vがそれぞれ印加されると共
に、他のワードラインWL2〜WL4及びビットライン
BL2に対して0Vがそれぞれ印加されることになる。FIG. 12 is a diagram showing the flow of cell current during reading. Referring to the figure, for example, when the memory cell 21A is selected at the time of reading information, the source control circuit 84 and the substrate control circuit 85 cause 0 to the source lines SL1 to SL3 and the substrate line SUB.
V is applied. Further, the row decoder 81 and the column decoder 82 apply 5V to the word line WL1 and 1V to the bit line BL1, respectively, and apply 0V to the other word lines WL2 to WL4 and the bit line BL2. Will be applied respectively.
【0062】このとき、選択されたワードラインWL1
を共有しているセレクトトランジスタ31AがONする
ことによって、選択メモリセル21Aに接続されている
ソースラインSL1がグランドに接地する。そのため、
選択メモリセル21A内のメモリトランジスタ22Aの
フローティングゲートにエレクトロンが蓄積されておれ
ば、図中矢印で示す経路でセル電流がソースラインSL
1及びソースコモンラインS/CLを介してグランドに
落ちる。At this time, the selected word line WL1
By turning on the select transistor 31A sharing the same, the source line SL1 connected to the selected memory cell 21A is grounded. for that reason,
If electrons are accumulated in the floating gate of the memory transistor 22A in the selected memory cell 21A, the cell current flows through the source line SL along the path indicated by the arrow in the figure.
1 and the source common line S / CL to ground.
【0063】一方、非選択のワードラインWL2〜WL
4を共有しているセレクトトランジスタ31B〜31D
はOFFしたままであるため、非選択メモリセルに接続
されているソースラインSL2〜SL4が開放状態とな
る。これにより、選択されたビットラインBL1を共有
している非選択メモリセルのいずれかがデプレション状
態であっても、当該デプレションセルのセル電流がソー
スコモンラインS/CLに流れない。特に、選択メモリ
セル21AとソースラインSL1を共有している非選択
メモリセルがデプレションセルであっても、このデプレ
ションセルに記憶されている情報が誤って読み出されな
い。On the other hand, unselected word lines WL2 to WL
Select transistors 31B to 31D sharing 4
Remains off, the source lines SL2 to SL4 connected to the non-selected memory cells are opened. Thereby, even if any of the unselected memory cells sharing the selected bit line BL1 is in the depletion state, the cell current of the depletion cell does not flow to the source common line S / CL. In particular, even if the non-selected memory cell sharing the source line SL1 with the selected memory cell 21A is a depletion cell, the information stored in this depletion cell is not erroneously read.
【0064】このように、上記不揮発性記憶装置では、
ソースラインをビットラインに沿って配列するメモリト
ランジスタで共有せず、ワードラインに沿って配列する
メモリトランジスタだけでそれぞれ共有するようにして
いるので、情報の読出時に選択メモリセルとワードライ
ンを共有しているセレクトトランジスタのみをONさせ
て、選択メモリセルに接続されているソースラインを接
地し、非選択メモリセルとワードラインを共有している
セレクトトランジスタをOFFさせて、非選択メモリセ
ルが接続されているソースラインを開放状態とすること
によって、読出時に選択メモリセルが非選択のデプレッ
ションセルの影響を受けることはない。As described above, in the above nonvolatile memory device,
Since the source line is not shared by the memory transistors arranged along the bit lines, but is shared only by the memory transistors arranged along the word lines, the word line is shared with the selected memory cell when reading information. The selected select transistor is turned on, the source line connected to the selected memory cell is grounded, and the select transistor sharing the word line with the unselected memory cell is turned off to connect the unselected memory cell. By setting the open source line to the open state, the selected memory cell is not affected by the non-selected depletion cell during reading.
【0065】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加
え得ることは勿論である。例えば、上記実施例において
は、フローティングゲートに電荷を蓄えるメモリトラン
ジスタを利用した例について記載したが、フローティン
グゲートを排除して、電荷をONO膜、あるいはNO膜
で蓄積する構造としても、同様な効果を得る。The present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that many modifications and changes can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which a memory transistor that stores electric charge in the floating gate is used has been described, but the same effect can be obtained even if the floating gate is eliminated and the electric charge is stored in the ONO film or the NO film. To get
【0066】[0066]
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、情報の読出時には、選択メモリトランジスタが
接続されているソースラインとソースコモンラインとが
接続状態とされ、選択メモリトランジスタで発生した電
流のみがソースコモンラインに流れ、非選択メモリトラ
ンジスタが接続されているソースラインが開放状態とさ
れ、非選択メモリトランジスタで発生した電流がソース
コモンラインに流れないようにすることができる。その
ため、読出時に選択メモリセルが非選択のデプレッショ
ンセルの影響を受ける確率を低減することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, at the time of reading information, the source line connected to the selected memory transistor and the source common line are connected to each other, which is generated in the selected memory transistor. Only the current flows in the source common line, the source line connected to the non-selected memory transistor is opened, and the current generated in the non-selected memory transistor can be prevented from flowing in the source common line. Therefore, it is possible to reduce the probability that the selected memory cell is affected by the non-selected depletion cell during reading.
【0067】したがって、誤読出を防止するビット単位
のベリファイが不要となり、その結果チップ面積が増大
せず、しかもプログラム時間も短くて済むといった優れ
た効果がある。Therefore, it is not necessary to perform verification on a bit-by-bit basis to prevent erroneous reading, and as a result, the chip area does not increase, and the programming time can be shortened.
【図1】本発明の第1実施例に係る不揮発性記憶装置の
構成を示しており、同図(a)は、パッシベーション膜
を剥した状態を示す平面図、同図(b)は、同図(a)
のII−II線断面図、同図(c)は、同図(a)のIV-IV
線断面図である。FIG. 1 shows a configuration of a nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a plan view showing a state in which a passivation film is removed, and FIG. 1 (b) is the same. Figure (a)
II-II line sectional view of the same, (c) is a IV-IV of the same (a)
It is a line sectional view.
【図2】不揮発性記憶装置の電気的構成を示す等価回路
図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of a nonvolatile memory device.
【図3】ホットエレクトロン注入方式によるメモリトラ
ンジスタの情報の書込動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an information writing operation of a memory transistor by a hot electron injection method.
【図4】メモリトランジスタの情報の消去動作を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing an information erasing operation of a memory transistor.
【図5】メモリトランジスタの情報の読出動作を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing an operation of reading information from a memory transistor.
【図6】ドレイン引抜き方式によるメモリトランジスタ
の情報の書込動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an information writing operation of a memory transistor by a drain extraction method.
【図7】メモリトランジスタの情報の消去動作を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing an information erasing operation of a memory transistor.
【図8】FNトンネル方式によるメモリトランジスタの
情報の書込動作を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an information writing operation of a memory transistor by an FN tunnel method.
【図9】メモリトランジスタの情報の消去動作を示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing an information erasing operation of a memory transistor.
【図10】読出時のセル電流の流れを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the flow of cell current during reading.
【図11】本発明の第2実施例に係る不揮発性記憶装置
の電気的構成を示す等価回路図である。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of a nonvolatile memory device according to Example 2 of the present invention.
【図12】読出時のセル電流の流れを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the flow of cell current during reading.
【図13】従来の不揮発性記憶装置の構成を示す平面図
を示す。FIG. 13 is a plan view showing a configuration of a conventional nonvolatile memory device.
【図14】不揮発性記憶装置の電気的構成を示す等価回
路図である。FIG. 14 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of a nonvolatile memory device.
【図15】電荷を蓄積している状態を書込状態とした場
合におけるメモリトランジスタの情報の消去動作を示す
図である。FIG. 15 is a diagram showing an erasing operation of information in a memory transistor when a state in which charges are accumulated is set to a writing state.
【図16】電荷を蓄積している状態を消去状態とした場
合におけるメモリトランジスタの情報の書込動作を示す
図である。FIG. 16 is a diagram showing an information writing operation of a memory transistor in the case where an electric charge is stored in an erased state.
10 シリコン基板 20 メモリセルアレー 21A〜21D メモリセル 22A〜22D メモリトランジスタ 30 ソースオープン回路 31A〜31D セレクトトランジスタ WL1〜WL4 ワードライン SL1〜SL4 ソースライン BL1,BL2 ビットライン S/CL ソースコモンライン 81 行デコーダ 82 列デコーダ 83 センスアンプ 84 ソースコントロール回路 85 基板コントロール回路 10 silicon substrate 20 memory cell array 21A to 21D memory cell 22A to 22D memory transistor 30 source open circuit 31A to 31D select transistor WL1 to WL4 word line SL1 to SL4 source line BL1, BL2 bit line S / CL source common line 81 row decoder 82 column decoder 83 sense amplifier 84 source control circuit 85 board control circuit
Claims (1)
おり、ソース、ドレイン、ゲート及び電荷を蓄積し得る
電荷蓄積層を有し、この電荷蓄積層に電荷を注入した
り、電荷蓄積層から電荷を取り出したりすることで情報
の記憶を行う複数のメモリトランジスタ、 所定の方向に沿って並ぶメモリトランジスタのゲートに
共通に接続されたワードライン、 ワードラインを共有するメモリトランジスタのソースを
共通接続するソースライン、 ワードラインと交差する方向に沿って並ぶメモリトラン
ジスタのドレインを共通接続するビットライン、 各ワードライン及びソースラインに対応して設けられ、
対応するソースラインを開放状態とするための複数のセ
レクトランジスタを含み、各セレクトランジスタは、ソ
ース、ドレイン及びゲートを有しており、ゲートには対
応するワードラインが接続され、ソース又はドレインの
いずれか一方には対応するソースラインが接続され、ソ
ース又はドレインのいずれか他方にはソースコモンライ
ンが共通接続されているソースオープン回路、 所望のメモリトランジスタに記憶されている情報を読み
出すために、そのメモリトランジスタを選択する手段、 情報の読出時に、選択されたメモリトランジスタが接続
されているビットラインの電位の変化を検出する手段、 情報の読出時に、選択されたメモリトランジスタが接続
されているビットラインに対して、メモリトランジスタ
のソース−ドレイン間で電流を発生させ得る読出電圧を
印加する手段、 情報の読出時に、選択されたメモリトランジスタが接続
されているワードラインに対して、電荷蓄積層の状態に
応じてメモリトランジスタのソース−ドレイン間を導通
状態又は遮断状態とすることができるセンス電圧を印加
し、当該選択ワードラインが接続されているセレクトト
ランジスタを導通させて、そのセレクトトランジスタに
接続しているソースラインとソースコモンラインとを接
続状態とすると共に、非選択のメモリトランジスタが接
続されているワードラインに対して接地電位を印加し、
当該非選択ワードラインが接続されている各セレクトト
ランジスタを導通させずに、そのセレクトトランジスタ
に接続している各ソースラインとソースコモンラインと
を遮断状態とする手段、並びに情報の読出時に、ソース
コモンラインに対して読出電圧とは異なる所定の電圧を
印加する手段を含むことを特徴とする不揮発性記憶装
置。1. A semiconductor substrate is provided with a source, a drain, a gate, and a charge storage layer capable of storing charges, which are arranged in a matrix on a semiconductor substrate, and charge is injected into or from the charge storage layer. Multiple memory transistors that store information by extracting charges, word lines that are commonly connected to the gates of memory transistors that line up in a predetermined direction, and sources of memory transistors that share word lines are commonly connected A source line, a bit line commonly connecting the drains of the memory transistors arranged in a direction intersecting the word line, and provided corresponding to each word line and source line,
The select transistor includes a plurality of select transistors for opening the corresponding source line. Each select transistor has a source, a drain and a gate, and the corresponding word line is connected to the gate, and either the source or the drain is connected. A source open circuit in which a corresponding source line is connected to one of the sources and a source common line is commonly connected to the other of the source and the drain, and in order to read the information stored in a desired memory transistor, Means for selecting memory transistor, Means for detecting potential change of bit line to which selected memory transistor is connected at the time of reading information, Bit line to which selected memory transistor is connected at reading of information In contrast, between the source and drain of the memory transistor Means for applying a read voltage capable of generating a current flow, and when reading information, a word line connected to a selected memory transistor is electrically connected between the source and drain of the memory transistor according to the state of the charge storage layer. A sense voltage that can be turned on or off is applied, the select transistor connected to the selected word line is made conductive, and the source line connected to the select transistor and the source common line are connected. And apply a ground potential to the word line to which the non-selected memory transistor is connected,
Means for disconnecting each source line and source common line connected to the select transistor without turning on each select transistor to which the non-selected word line is connected, and a source common when reading information. A non-volatile memory device including means for applying a predetermined voltage different from a read voltage to a line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5110596A JPH06325582A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Non-volatile storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5110596A JPH06325582A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Non-volatile storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06325582A true JPH06325582A (en) | 1994-11-25 |
Family
ID=14539869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5110596A Pending JPH06325582A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Non-volatile storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06325582A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN113393885A (en) * | 2020-03-12 | 2021-09-14 | 力旺电子股份有限公司 | Memory cell array of multi-time programming non-volatile memory |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP5110596A patent/JPH06325582A/en active Pending
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