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JPS61222093A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

Info

Publication number
JPS61222093A
JPS61222093A JP60062103A JP6210385A JPS61222093A JP S61222093 A JPS61222093 A JP S61222093A JP 60062103 A JP60062103 A JP 60062103A JP 6210385 A JP6210385 A JP 6210385A JP S61222093 A JPS61222093 A JP S61222093A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
load
data
transistor
memory cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60062103A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0325876B2 (en
Inventor
Hiroshi Iwahashi
岩橋 弘
Masamichi Asano
正通 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60062103A priority Critical patent/JPS61222093A/en
Publication of JPS61222093A publication Critical patent/JPS61222093A/en
Publication of JPH0325876B2 publication Critical patent/JPH0325876B2/ja
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Abstract

PURPOSE:To enlarge data reading margin by changing load registance of a memory cell and a dummy cell. CONSTITUTION:When memory information of a memory cell 31 is '0', a controlling signal E is made to '0', and an MOS transistor 35 for load in parallel with an MOS transistor 34 for load becomes off, and load resistance of the cell 31 side becomes low. Consequently, input potential to a sense amplifier 33 corresponding to the content of memory of the cell 31 becomes low, and the difference between reference potential through a dummy cell 32 becomes large, and the content of memory of the cell 31 is read out by the differential potential through the sense amplifier 33. On the other hand, when the content of memory of the cell 31 is '1', an MOS transistor 37 for load is made off through a controlling signal W, and reference potential by the cell 32 is lowered by lowering of load resistance, and the difference between memory information and reference potential becomes large. Thus, data reading margin becomes large.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は負荷回路を改良した不揮発性半導体記憶装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device with an improved load circuit.

[発、明の技術的背景とその問題点] 例えば100人程度の薄いシリコン酸化膜を介してフロ
ーティングゲートに電子を注入したり、反対に放出した
りすることにより記憶データのプログラムを行なう不揮
発性半導体記憶袋@(以下、EEPROMと称する)は
よく知られている。このようなEEPROMのメモリセ
ルは第5図に示すように、フローティングゲート(浮遊
ゲート・)および(コントロールゲート(制御ゲート)
を持つデータ記憶用の二重ゲート構造MOSトランジス
タ1とこれに直列に接続された選択用のMOSトランジ
スタ2とから構成されており、選択用トランジスタ2の
ドレインはデータ線3に接続されている。このように接
続されたメモリセルの素子構造の一例を第6図に示す。
[Technical background of the invention and its problems] For example, a non-volatile device that programs stored data by injecting electrons into a floating gate through a thin silicon oxide film of about 100 layers, or by emitting electrons. Semiconductor memory bags (hereinafter referred to as EEPROMs) are well known. As shown in FIG. 5, such an EEPROM memory cell has a floating gate (floating gate) and a (control gate).
It is composed of a double-gate structure MOS transistor 1 for data storage with a MOS transistor 1 having a double gate structure, and a selection MOS transistor 2 connected in series thereto.The drain of the selection transistor 2 is connected to a data line 3. An example of the element structure of a memory cell connected in this manner is shown in FIG.

第6図(a)はこのメモリセルのパターン平面図であり
、第6図(b)はそのa−a’線に沿った断面図である
。第6図において、p型のシリコン半導体基板11の表
面にはn中型半導体領域12.13.14が互いに分離
して形成されている。このうち半導体領域12は上記選
択用トランジスタ2のドレインおよびデータ線3を構成
しており、半導体領域13は上記選択用トランジスタ2
のソースおよびデータ記憶用トランジスタ1のトレイン
からなる共通領域を構成し°Cおり、さらに半導体領域
14は1−ランジスタ2のソースを構成している。そし
てトランジス、り1のソースである上記半導体領域14
は基準電位点、例えばアース電位点に接続されている。
FIG. 6(a) is a pattern plan view of this memory cell, and FIG. 6(b) is a cross-sectional view taken along line a-a'. In FIG. 6, n medium semiconductor regions 12, 13, and 14 are formed on the surface of a p-type silicon semiconductor substrate 11, separated from each other. Of these, the semiconductor region 12 constitutes the drain of the selection transistor 2 and the data line 3, and the semiconductor region 13 constitutes the selection transistor 2.
The semiconductor region 14 constitutes the source of the transistor 1 and the train of the data storage transistor 1, and the semiconductor region 14 constitutes the source of the transistor 2. And the semiconductor region 14 which is the source of the transistor Ri1
is connected to a reference potential point, for example a ground potential point.

上記半導体領域12と13の相互間には不純物がドープ
された多結晶シリコン層からなる上記選択用トランジス
タ2のゲート配線15が絶縁膜を介して横方向に延長し
て設けられている。さらに上記半導体領域13と14の
相互間には、不純物がドープされた多結晶シリコン層か
らなる上記データ記憶用トランジスタ1の70−ティン
グゲート16が設けられており、さらに上記半導体領域
13と14の相互間において、上記フローティングゲー
ト1G上には、不純物がドープされた多結晶シリコン層
からなるデータ記憶用トランジスタ1のコントロールゲ
ート17が横方向に延長して設けられている。ここで上
記n+型半導体領域13と上記フローティングゲート1
6の一部分は、前記したように例えば100人程度の薄
い絶縁1118を介して互いに重なり合っている。
Between the semiconductor regions 12 and 13, a gate wiring 15 of the selection transistor 2 made of a polycrystalline silicon layer doped with impurities is provided extending laterally through an insulating film. Further, between the semiconductor regions 13 and 14, a 70-ring gate 16 of the data storage transistor 1 made of a polycrystalline silicon layer doped with impurities is provided. Between them, on the floating gate 1G, a control gate 17 of the data storage transistor 1 made of a polycrystalline silicon layer doped with impurities is provided extending laterally. Here, the n+ type semiconductor region 13 and the floating gate 1
6 overlap each other via a thin insulation 1118 of, for example, about 100, as described above.

このような構成のメモリセルにおいて、トランジスタ1
の70−ティングゲート16に電子を注入してデータの
書き込みを行なう場合には、コントロールゲート17を
高電位、゛例えば+20Vに設定することによってフロ
ーティングゲート16の電位を高め、70−ティングゲ
ート16と半導体領域13との間で薄い絶縁膜18を介
して70−ティングゲート16に電子を注入する。他方
、データの消去を行なう場合、すなわちフローティング
ゲート16に捕獲されている電子を放出する場合には、
コントロールゲート17をo■にして選択用トランジス
タ2のゲート配線15およびデータ線3に高電位を印加
して半導体領域13に高電位を供給することにより行わ
れる。このとき、フローティングゲート16と半導体領
域13との間には、絶縁膜18を介してデータの書き込
みとは逆の方向に電流が流れ、フローティングゲート1
6に捕獲されていた電子が半導体領域13に放出される
In a memory cell with such a configuration, transistor 1
When writing data by injecting electrons into the 70-ting gate 16, the potential of the floating gate 16 is raised by setting the control gate 17 to a high potential, for example, +20V, and the potential of the floating gate 16 is increased. Electrons are injected into the 70-ring gate 16 via the thin insulating film 18 between the semiconductor region 13 and the semiconductor region 13 . On the other hand, when erasing data, that is, when releasing the electrons captured by the floating gate 16,
This is done by setting the control gate 17 to o■, applying a high potential to the gate wiring 15 of the selection transistor 2 and the data line 3, and supplying the high potential to the semiconductor region 13. At this time, a current flows between the floating gate 16 and the semiconductor region 13 through the insulating film 18 in the opposite direction to the writing of data.
The electrons captured in the semiconductor region 6 are released into the semiconductor region 13.

ところでこのようなメモリセルを有するEEPROMで
は、データのプログラムを行なう場合に、フローティン
グゲートに十分な量の電子が注入されたか、もしくはフ
ローティングゲートから電子が十分に放出されたかを調
べる機能を同一メモリチップ上に持つも、のがある。こ
のような機能は自己ベリファイ機能と称されており、こ
の自己ベリファイ機能を持つEEPROMではメモリチ
ップがプログラムモードに入り、メモリセルの70−テ
ィングゲートで電子の注入もしくは放出を行なった直後
にセルからデータを読み出し、所定のデータがプログラ
ムされたか否かを確認するようにしている。そしてプロ
グラムが十分でない場合には再び電子の注入もしくは放
出を行ない、十分にプログラムされたか否かを再確認す
る。そしてこのような操作がデータが十分にプログラム
されるまで連続して行われる。
By the way, in an EEPROM having such a memory cell, when programming data, the same memory chip has a function to check whether a sufficient amount of electrons have been injected into the floating gate or whether enough electrons have been emitted from the floating gate. There is also one on top. Such a function is called a self-verify function, and in EEPROMs with this self-verify function, the memory chip enters the program mode and immediately after injecting or ejecting electrons from the memory cell's 70-ring gate, The data is read and it is checked whether predetermined data has been programmed. If the programming is not sufficient, electrons are injected or ejected again to reconfirm whether or not the programming is sufficient. Such operations are continued until the data is sufficiently programmed.

第7図は前記第5図に示すような構成のメモリセルにお
けるデータ記憶用トランジスタ1のコントロールゲート
電圧VCGとドレイン電流IDの関係を示す特性曲線図
である。図中の曲線21はデータプログラムが行われて
いないときの初期状態での特性であり、曲線22はフロ
ーティングゲートに電子が注入されてデータが書き込ま
れた後の特性であり、同じく曲線23はフローティング
ゲートから電子が放出されてデータが消去された後の特
性である。上記メモリセルにおいてデータプログラムを
行なうことにより、始め第7図の曲線21の特性であっ
たものが、順次並行移動して第7図の曲線22もしくは
23の特性に移っていく。
FIG. 7 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the control gate voltage VCG of the data storage transistor 1 and the drain current ID in the memory cell having the structure shown in FIG. 5. Curve 21 in the figure is the characteristic in the initial state when no data programming is performed, curve 22 is the characteristic after electrons are injected into the floating gate and data is written, and curve 23 is the characteristic in the floating gate. This is the characteristic after data is erased by emitting electrons from the gate. By performing data programming in the memory cell, the characteristics initially shown by the curve 21 in FIG. 7 gradually shift in parallel to the characteristics shown by the curves 22 or 23 in FIG.

ところで、自己ベリファイ機能を用いたデータのプログ
ラム状態の確認は、メモリセルから読み出される入力電
位と、データプログラムが行われず第7図の曲線21の
特性を保持するダミーセルから読み出される基準電位と
をセンス・アンプで比較することにより行われる。従っ
て、このプログラムの際にセンス・アンプの入力電位が
基準電位をわずかに越えたり、もしくは下がったりする
とセンス・アンプの検出信号が反転して、データのプロ
グラムが完了したと判断される。しかしながら、入力電
位と基準電位との電位差が少ないと、例えば電源ノイズ
などの影響によって入力電位が基準電位を横ぎることに
なり、誤動作の原因となる。従って、データを読み出す
時には入力電位と基準電位の電位差が大きい方が望まし
く、この電位差が大きい程、通常のデータ読み出し時に
おけるデータの読み出しマージンは広くなる。
By the way, the data programming state using the self-verify function can be confirmed by sensing the input potential read from the memory cell and the reference potential read from the dummy cell, which is not programmed and maintains the characteristics of curve 21 in FIG.・This is done by comparing using an amplifier. Therefore, when the input potential of the sense amplifier slightly exceeds or falls below the reference potential during this programming, the detection signal of the sense amplifier is inverted, and it is determined that the data programming has been completed. However, if the potential difference between the input potential and the reference potential is small, the input potential will cross the reference potential due to the influence of power supply noise, for example, causing malfunction. Therefore, when reading data, it is desirable that the potential difference between the input potential and the reference potential be large, and the greater this potential difference, the wider the data read margin during normal data reading.

[発明の目的丁 この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
ありその目的は、通常のデータ読み出しモードの際のデ
ータ読み出しマージンを広くすることができる不揮発性
半導体記憶装置を提供することにある。
[Objective of the Invention] This invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can widen the data read margin in the normal data read mode. It's about doing.

[発明の概要] 上記目的を達成するためこの発明の不揮発性半導体記憶
装置にあっては、データプログラムの際のデータ読み出
し時と通常のデータ読み出し時とでメモリセル側もしく
はダミーセル側の負荷トランジスタの負荷能力を変える
ことにより、通常のデータ読み出し時における基準電位
とメモリセルのデータである入力電位との間の電位差を
広げるようにしている。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the non-volatile semiconductor memory device of the present invention has a structure in which the load transistor on the memory cell side or the dummy cell side is By changing the load capacity, the potential difference between the reference potential during normal data reading and the input potential, which is the data of the memory cell, is widened.

[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明に係る不揮発性半導体記憶装置の要部
のみを抽出して示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing only the essential parts of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

図において31は前記したようにデータ記憶用トランジ
スタ、1 Aおよび選択用トランジスタ2Aからなるメ
モリセルの一つであり、32は同様にデータ記憶用トラ
ンジスタ1Bおよび選択用トランジスタ2Bからなるダ
ミーセルである。ここでダミーセル32内のデータ記憶
用トランジスタ1Bのフローティングゲートには電子の
注入および放出が行われず、フローティングゲートは中
性状態にされている。上記メモリセル31およびダミー
セル32それぞれのデータ線3A、3Bに発生する入力
電位および基準電位はセンス・アンプ33に供給される
In the figure, numeral 31 is one of the memory cells consisting of the data storage transistor 1A and the selection transistor 2A as described above, and 32 is a dummy cell consisting of the data storage transistor 1B and the selection transistor 2B. Here, no electrons are injected or emitted into the floating gate of the data storage transistor 1B in the dummy cell 32, and the floating gate is kept in a neutral state. The input potential and reference potential generated on the data lines 3A and 3B of the memory cell 31 and dummy cell 32 are supplied to a sense amplifier 33.

このセンス・アンプ33は上記同電位を比較することに
よってメモリセル31のデータ書き込み状態、データの
消去状態における記憶データをそれぞれ検出する。また
上記メモリセル31側のデータ線3Aと電源電圧電圧V
c印加点との間にはこのメモリセル31の負荷となるし
きい値電圧がほぼOvにされたMOSトランジスタ34
が挿入されている。
The sense amplifier 33 detects stored data in the data write state and the data erase state of the memory cell 31 by comparing the same potentials. In addition, the data line 3A on the memory cell 31 side and the power supply voltage V
A MOS transistor 34 whose threshold voltage is approximately Ov is connected between the c application point and the load of this memory cell 31.
is inserted.

このトランジスタ34のゲートは電源電圧電圧Vc印加
点に接続されており、常時オン状態にされている。さら
にこのトランジスタ34と並列にメモリセル31の負荷
どなるしきい値電圧がほぼOVにされたMOSトランジ
スタ35が接続され、このトランジスタ35のゲートに
は上記メモリセル31内のトランジスタ1Aに対してデ
ータの消去を行なう場合にのみ“1”レベルにされる制
御信号Eが供給されている。
The gate of this transistor 34 is connected to the power supply voltage Vc application point, and is kept in an on state at all times. Further, a MOS transistor 35 whose threshold voltage, which is the load on the memory cell 31, is set to approximately OV is connected in parallel with this transistor 34, and the gate of this transistor 35 is connected to the gate of the transistor 35 for transmitting data to the transistor 1A in the memory cell 31. A control signal E is supplied which is set to the "1" level only when erasing is to be performed.

上記ダミーセル32側のデータ線3Bと電源電圧電圧V
c印加点との間にはこのダミーセル32の負荷となるし
きい値電圧がほぼOVにされたMOSトランジスタ36
が挿入されている。このトランジスタ36のゲートは電
源電圧電圧Vc印加点に接続されており、常時オン状態
にされている。さらにこのトランジスタ3Bと並列にダ
ミーセル32の負荷となるしきい値電圧がほぼOVにさ
れたMOSトランジスタ37が接続され、このトランジ
スタ37のゲートには上記メモリセル31内のトランジ
スタ1Aに対してデータの書き込みを行なう場合にのみ
“1”レベルにされる制御信号Wが供給されている。
The data line 3B on the dummy cell 32 side and the power supply voltage V
A MOS transistor 36 whose threshold voltage is approximately OV is connected between the c application point and the dummy cell 32 as a load.
is inserted. The gate of this transistor 36 is connected to the application point of the power supply voltage Vc, and is kept in an on state at all times. Furthermore, a MOS transistor 37 whose threshold voltage is approximately OV is connected in parallel with this transistor 3B, and serves as a load for the dummy cell 32. A control signal W is supplied which is set to the "1" level only when writing is performed.

なお、ここではフローティングゲートから電子を放出す
ることをデータの消去とし、また消去されたデータを“
0″レベルとし、フローティングゲートに電子を注入す
ることをデータの書き込みとし、・また書き込まれたデ
ータを“1”レベルと規定する。
In addition, here, the emission of electrons from the floating gate is referred to as data erasure, and the erased data is referred to as “
0'' level, injecting electrons into the floating gate is defined as data writing, and the written data is defined as ``1'' level.

次に上記のように構成された回路の動作を説明する。い
ま仮にメモリセル31内のトランジスタ1Aの70−テ
ィングゲートに電子が蓄積されており、“1”レベルの
データが記憶されている状態において、この記憶データ
を消去して“O”レベルにする際の自己ベリファイ動作
を説明する。
Next, the operation of the circuit configured as described above will be explained. Now, suppose that electrons are accumulated in the 70-ting gate of the transistor 1A in the memory cell 31, and data at the "1" level is stored, and when this stored data is erased to make the "O" level. The self-verification operation of is explained.

この消去動作の際に制御信号Eは“1”レベルに、制御
信号Wは“0”レベルにそれぞれ設定される。
During this erasing operation, the control signal E is set to the "1" level, and the control signal W is set to the "0" level.

これによりメモリセル側のトランジスタ35はオン状態
にされ、ダミーセル側のトランジスタ37はオフ状態に
される。従ってこのとき、メモリセル側の負荷能力はダ
ミーセル側よりも大きくされる。
As a result, the transistor 35 on the memory cell side is turned on, and the transistor 37 on the dummy cell side is turned off. Therefore, at this time, the load capacity on the memory cell side is made larger than that on the dummy cell side.

消去動作が進行するにつれて、メモリセル31内のトラ
ンジスタ1Aに流れるセル電流は順次増加する。第2図
は上記メモリセル31もしくはダミーセル32内のトラ
ンジスタIA、IBに流れるセル電流とそのときのセル
電流に対応するセンス・アンプ33の入力電位もしくは
基準電位の変化を示す特性曲線図である。いまトランジ
スタ1Aに流れるセル電流が第2図の曲線41に従って
変化していくとすれば、このとき入力電位もこの特性曲
線41に沿って変化していく。このとき、ダミーセル側
の特性が曲線42で与えられており、ダミーセル32内
のトランジスタ1Bに流れるセル電流がI1であるとす
れば、このときの基準電位はvlとなる。
As the erase operation progresses, the cell current flowing through the transistor 1A in the memory cell 31 increases sequentially. FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing the cell current flowing through the transistors IA and IB in the memory cell 31 or dummy cell 32 and the change in the input potential or reference potential of the sense amplifier 33 corresponding to the cell current at that time. If the cell current flowing through the transistor 1A changes according to the curve 41 in FIG. 2, then the input potential also changes along the characteristic curve 41. At this time, if the characteristics on the dummy cell side are given by the curve 42 and the cell current flowing through the transistor 1B in the dummy cell 32 is I1, then the reference potential at this time is vl.

この状態でメモリセル側の消去が進行し、セル電流がさ
らに増加して入力電位がvlよりもわずかに低いv2に
低下すると、センス・アンプ33の検出信号が反転する
。そしてこの時点で消去が十分になされたと判定される
。このときのセル電流はI2である。
In this state, erasing on the memory cell side progresses, and when the cell current further increases and the input potential drops to v2, which is slightly lower than vl, the detection signal of the sense amplifier 33 is inverted. At this point, it is determined that the erasure has been sufficiently performed. The cell current at this time is I2.

次に上記のような消去が行われた後の通常のデータ読み
出しの際に、制御信号Eは“0″レベルにされる。この
ときセル電流は上記消去時と同じI2の値であるが、メ
モリセル側の負荷能力が低下しており、このときの特性
曲線が43であるとすれば、入力電位は■2から■3に
低下する。この結果、消去時のときよりも実際のデータ
読み出し時の方が基準電位と入力電位との差が広がり、
データの読み出しマージンを上げることができる。
Next, during normal data reading after the above-described erasure is performed, the control signal E is set to the "0" level. At this time, the cell current has the same I2 value as during erasing, but the load capacity on the memory cell side has decreased, and if the characteristic curve at this time is 43, the input potential will change from ■2 to ■3. decreases to As a result, the difference between the reference potential and the input potential becomes wider during actual data reading than during erasing.
Data read margin can be increased.

次に、メモリセル31内のトランジスタ1Aの70−テ
ィングゲートに電子が蓄積されていす“0″レベルのデ
ータが記憶されている状態において、データを書き込み
“1”レベルにする際の自己ベリフフイ動作を説明する
。この書き込み動作の際に制御信号Eは“0”レベルに
、制御信号Wは“1”レベルにそれぞれ設定される。こ
れによりダミーセル側のトランジスタ37はオン状態に
され、メモリセル側のトランジスタ35はオフ状態にさ
れる。
Next, in a state where electrons are accumulated in the 70-ting gate of the transistor 1A in the memory cell 31 and data at the "0" level is stored, a self-verification operation is performed when data is written to the "1" level. Explain. During this write operation, the control signal E is set to the "0" level, and the control signal W is set to the "1" level. As a result, the transistor 37 on the dummy cell side is turned on, and the transistor 35 on the memory cell side is turned off.

書き込み動作が進行するにつれて、メモリセル31内の
トランジスタ1Aに流れるセル電流は順次減少し、この
ときセル電流とそのときのセル電流に対応するセンス・
アンプ33の入力電位の変化を示す特性曲線は第2図の
43となる。このとき、ダミーセル側の特性は曲線44
で与えられている。ダミーセル32内のトランジスタ1
Bに流れるセル電流はI1であるため、このときの基準
電位はV4となる。この状態でメモリセル側の書き込み
が進行し、セル電流がさらに減少して入力電位がv4よ
りもわずかに高いv5に上昇すると、センス・アンプ3
3の検出信号が反転する。そしてこの時点で書き込みが
十分になされたと判定される。このときのダミーセル側
のセル電流は11である。
As the write operation progresses, the cell current flowing through the transistor 1A in the memory cell 31 gradually decreases, and at this time, the cell current and the sense current corresponding to the cell current at that time decrease.
The characteristic curve 43 in FIG. 2 shows the change in the input potential of the amplifier 33. At this time, the characteristics of the dummy cell side are curve 44
It is given in Transistor 1 in dummy cell 32
Since the cell current flowing through B is I1, the reference potential at this time is V4. In this state, writing on the memory cell side progresses, and when the cell current further decreases and the input potential rises to v5, which is slightly higher than v4, the sense amplifier 3
The detection signal of No. 3 is inverted. At this point, it is determined that sufficient writing has been performed. The cell current on the dummy cell side at this time is 11.

次に上記のような書き込みが行われた後の通常のデータ
読み出しの際に、制御信号Wは“0”レベルにされる。
Next, during normal data reading after the above writing is performed, the control signal W is set to the "0" level.

このときダミーセル側のセル電流は上記書き込み時と同
じI1の値であるが、ダミーセル側の負荷能力が低下し
ており、このときの特性曲線は42となるので、基準電
位は■4から■1に低下する。この結果、書き込み時の
ときよりも実際のデータ読み出し時の方が基準電位と入
力電位との差が広がり、この場合にもデータの読み出し
マージンを上げることができる。
At this time, the cell current on the dummy cell side has the same value of I1 as during the above writing, but the load capacity on the dummy cell side has decreased, and the characteristic curve at this time is 42, so the reference potential changes from ■4 to ■1. decreases to As a result, the difference between the reference potential and the input potential is wider during actual data reading than during writing, and the data read margin can be increased in this case as well.

このように上記実施例回路によれば、データ消去時およ
びデータの書き込み時に入力電位と基準電位との間の電
位差が大きくなるように負荷能力を設定してセンス・ア
ンプ33で電位の比較を行なうようにしたので、通常の
データ読み出し時における入力電位と基準電位との間の
電位差を十分に大きくすることができ、これによってデ
ータの読み出しマージンを広げることができる。
In this manner, according to the above embodiment circuit, the load capacity is set so that the potential difference between the input potential and the reference potential becomes large during data erasing and data writing, and the sense amplifier 33 compares the potentials. As a result, the potential difference between the input potential and the reference potential during normal data reading can be made sufficiently large, thereby widening the data read margin.

第3図はこの発明の他の実施例の構成を示す回路図であ
る。この実施例回路が上記実施例のものと異なっている
ところは、メモリセル側の負荷トランジスタ34に対し
てさらにもう1個のトランジスタ38が並列に接続され
ている点である。このトランジスタ38もしきい値電圧
がほぼOvにされており、ゲートにはデータ書き込み期
間もしくは消去期間およびこれらの期間が終了した後の
ベリファイ期間中、常に“1”レベルにされるプログラ
ム信号Pが供給されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of another embodiment of the invention. This embodiment circuit differs from the above embodiments in that one more transistor 38 is connected in parallel to the load transistor 34 on the memory cell side. This transistor 38 also has a threshold voltage set to approximately Ov, and its gate is supplied with a program signal P that is always at the "1" level during the data write period or erase period and during the verify period after these periods have ended. has been done.

このトランジスタ38をさらに設けた理由は次の通りで
ある。すなわち、前記第2図の特性曲線図から明らかな
ように、セル電流が増加するにつれて入力電位もCくは
基準電位の変化はゆるやかになってくる。従って、製造
段階でセル電流が大きいものが出来上がった場合、通常
のデータ読み出し時に制御信号Eを“0”レベルにして
入力電位と基準電位との間の電位差を広げるようにして
も十分に広がらない可能性がある。そこでこの実施例で
は、プログラム時に信号Pによってトランジスタ38を
オン状態にしてメモリセル側の負荷能力を増加させ、入
力電位を前記第1図の実施例の場合よりも低クシ、これ
によって通常のデータ読み出し時における入力電位と基
準電位との間の電位差を広げるようにしたものである。
The reason why this transistor 38 is further provided is as follows. That is, as is clear from the characteristic curve diagram of FIG. 2, as the cell current increases, the input potential C or the reference potential changes gradually. Therefore, if a device with a large cell current is produced during the manufacturing stage, even if the control signal E is set to the "0" level during normal data reading to widen the potential difference between the input potential and the reference potential, the potential difference will not be widened sufficiently. there is a possibility. Therefore, in this embodiment, the transistor 38 is turned on by the signal P during programming to increase the load capacity on the memory cell side, lowering the input potential to a lower value than in the embodiment shown in FIG. This is to widen the potential difference between the input potential and the reference potential during reading.

また第4図はこの実施例における前記第2図に対応した
特性曲線図であり、曲1m5iおよび52はプログラム
時におけるメモリセル側のセル電流と入力電位との関係
を示し、曲線51はこのうち制御信号Eを“1”レベル
にした場合のものであり、曲線52は制御信号Eを“0
”レベルにした場合のものである。なお、このとき制御
信号Pはどちらの場合にも“1″レベルされている。曲
線53および54はダミーセル側のセル電流と入力電位
との関係を示し、曲@53はこのうち制御信号Wを“1
”レベルにした場合のものであり、曲線54は制御信号
Wを“O″レベルした場合のものである。さらに曲線5
5は通常のデータ読み出し時におけるメモリセル側のセ
ル電流と入力電位との関係を示したものであり、制御信
号EおよびPは共に“0″レベルにされている。
FIG. 4 is a characteristic curve diagram corresponding to FIG. 2 in this embodiment, and curves 1m5i and 52 show the relationship between the cell current and input potential on the memory cell side during programming, and curve 51 is one of them. The curve 52 shows the case where the control signal E is set to "1" level, and the curve 52 shows the case where the control signal E is set to "0" level.
The control signal P is at the "1" level in both cases.Curves 53 and 54 show the relationship between the cell current and the input potential on the dummy cell side. For song @53, the control signal W is set to “1”.
The curve 54 is the one when the control signal W is set to the "O" level.
5 shows the relationship between the cell current on the memory cell side and the input potential during normal data reading, and control signals E and P are both set to the "0" level.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、通常のデータ読
み出しの際のデータ読み出しマージンを広くすることが
できる不揮発性半導体記憶装置を提供することができる
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can widen the data read margin during normal data read.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の回路図、第2図は上記実
施例回路の特性曲線図、第3図はこの発明の他の実施例
の回路図、第4図は上記第3図の実施例回路の特性曲線
図、第5図はEEPROMのメモリセルの回路図、第6
図は第5図のメモリセルの素子構造の一例のパターン平
面図および断面図、第7図は第5図のメモリセルの特性
曲線図である。 31・・・メモリセル、32・・・ダミーセル、33・
・・センス・アンプ、34.35.36.37.38・
・・負荷用のMOSトランジスタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 □セル電ジL 第3図 第4図 −航f丸
Fig. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a characteristic curve diagram of the circuit of the above embodiment, Fig. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the invention, and Fig. 4 is the circuit diagram of the above embodiment circuit. FIG. 5 is a circuit diagram of an EEPROM memory cell, and FIG. 6 is a characteristic curve diagram of the example circuit.
The figures are a pattern plan view and a sectional view of an example of the element structure of the memory cell shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a characteristic curve diagram of the memory cell shown in FIG. 5. 31...Memory cell, 32...Dummy cell, 33.
...Sense amplifier, 34.35.36.37.38.
...MOS transistor for load. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 □ Cell power supply L Figure 3 Figure 4 - Kof Maru

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)不揮発性メモリセルと、基準電位と上記メモリセ
ルのデータである入力電位との比較を行なってデータを
検出するセンス・アンプと、上記メモリセルの負荷とな
る第1の負荷回路と、上記比較電位を形成するためのダ
ミーセルと、上記ダミーセルの負荷となる第2の負荷回
路と、制御信号に応じて上記第1もしくは第2の負荷回
路の抵抗値を変化させる手段とを具備したことを特徴と
する不揮発性半導体記憶装置。
(1) a nonvolatile memory cell, a sense amplifier that detects data by comparing a reference potential and an input potential that is data of the memory cell, and a first load circuit that serves as a load for the memory cell; A dummy cell for forming the comparison potential, a second load circuit serving as a load for the dummy cell, and means for changing the resistance value of the first or second load circuit in accordance with a control signal. A nonvolatile semiconductor memory device characterized by:
(2)前記第1の負荷回路は第1の負荷トランジスタと
、この第1の負荷トランジスタに対して並列に接続され
、前記メモリセルでデータの消去を行なう際に導通状態
となるように制御される第2の負荷トランジスタとで構
成され、前記第2の負荷回路は第3の負荷トランジスタ
と、この第3の負荷トランジスタに対して並列に接続さ
れ、前記メモリセルでデータの書き込みを行なう際に導
通状態となるように制御される第4の負荷トランジスタ
とで構成されている特許請求の範囲第1項に記載不揮発
性半導体記憶装置。
(2) The first load circuit is connected to a first load transistor in parallel with the first load transistor, and is controlled to be in a conductive state when erasing data in the memory cell. and a second load transistor, and the second load circuit is connected in parallel to the third load transistor, and when writing data in the memory cell, the second load circuit is connected in parallel to the third load transistor. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a fourth load transistor controlled to be in a conductive state.
(3)前記第1の負荷トランジスタに対してさらに、前
記メモリセルにおけるデータ書き込み期間もしくは消去
期間およびそれらの期間が終了した後の所定期間に導通
状態となるように制御される第5の負荷トランジスタが
並列に接続されている特許請求の範囲第2項に記載の不
揮発性半導体記憶装置。
(3) A fifth load transistor is further controlled to be in a conductive state with respect to the first load transistor during a data write period or erase period in the memory cell and a predetermined period after the end of these periods. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is connected in parallel.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62222498A (en) * 1986-03-10 1987-09-30 Fujitsu Ltd Sense amplifier
JPS63293800A (en) * 1987-05-27 1988-11-30 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory
JPS6488998A (en) * 1987-09-29 1989-04-03 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory
JPH01263997A (en) * 1988-04-13 1989-10-20 Toshiba Corp Semiconductor storage device
US6233189B1 (en) 1999-06-10 2001-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US6535427B1 (en) 1999-11-12 2003-03-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device with initialization circuit and control method thereof
WO2004109710A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-16 Fujitsu Limited Virtual grounding type non-volatile memory enabling test depending on adjacent cell state
JP2011159355A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor memory device
JP2012079399A (en) * 2010-09-10 2012-04-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
US8437194B2 (en) 2009-10-01 2013-05-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Driving method of semiconductor device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62222498A (en) * 1986-03-10 1987-09-30 Fujitsu Ltd Sense amplifier
JPS63293800A (en) * 1987-05-27 1988-11-30 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory
JPS6488998A (en) * 1987-09-29 1989-04-03 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory
JPH01263997A (en) * 1988-04-13 1989-10-20 Toshiba Corp Semiconductor storage device
US6233189B1 (en) 1999-06-10 2001-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US6337825B2 (en) 1999-06-10 2002-01-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US6535427B1 (en) 1999-11-12 2003-03-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device with initialization circuit and control method thereof
WO2004109710A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-16 Fujitsu Limited Virtual grounding type non-volatile memory enabling test depending on adjacent cell state
US8437194B2 (en) 2009-10-01 2013-05-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Driving method of semiconductor device
JP2011159355A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor memory device
JP2012079399A (en) * 2010-09-10 2012-04-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
JP2016042407A (en) * 2010-09-10 2016-03-31 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device

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