JPS63237295A - Monvolatile semiconductor memory device - Google Patents
Monvolatile semiconductor memory deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、浮遊ゲートを有し、メモリセル毎の電気的書
替えを可能とした不揮発性半導体メモリ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device that has a floating gate and allows electrical rewriting of each memory cell.
(従来の技術)
浮遊ゲートと制御ゲートをもつMOS)ランジスタ構造
を有し、電気的にかつ選択的に情報内容の書替えを可能
とした不揮発性半導体メモリ装置(E2 FROM)と
して、第2図の等価回路で示されるメモリセルが知られ
ている。このメモリセルは、半導体基板に形成されたソ
ース領域S。(Prior art) As a non-volatile semiconductor memory device (E2 FROM) which has a MOS transistor structure with a floating gate and a control gate and allows information content to be electrically and selectively rewritten, the non-volatile semiconductor memory device (E2 FROM) shown in FIG. Memory cells represented by equivalent circuits are known. This memory cell has a source region S formed on a semiconductor substrate.
ドレイン領域り間のチャネル領域上にゲート絶縁膜を介
して浮遊ゲートFGが設けられ、更にこの上にゲート絶
縁膜を介して制御ゲートCGが設けられている。また基
板内にはチャネル領域とは別に拡散層により書替え電極
EGが設けられ、書替え電極EGはトンネル電流が流れ
得る極薄絶縁膜を介して浮遊ゲートFCに対向させてい
る。A floating gate FG is provided on the channel region between the drain regions via a gate insulating film, and a control gate CG is further provided on this via a gate insulating film. A rewrite electrode EG is provided in the substrate by a diffusion layer separately from the channel region, and the rewrite electrode EG is opposed to the floating gate FC via an extremely thin insulating film through which a tunnel current can flow.
このようなメモリセルが基板上にマトリクス状に配列形
成され、また内部に高電圧発生回路を形成して、メモリ
セル単位で選択的な書替えを可能としたE2 FROM
が構成される。E2 FROM is a memory cell in which such memory cells are arranged in a matrix on a substrate, and a high voltage generation circuit is formed inside to enable selective rewriting of each memory cell.
is configured.
このE2 FROMの選択的な読み出しおよび書替えの
動作は、例えばnチャネルの場合を例にとって説明する
と、次の通りである。The selective read and rewrite operations of the E2 FROM will be explained below, taking an n-channel example as an example.
まず選択されたメモリセルに対する情報書込みは、書替
え電極EGを低電位(例えばOV)に保ち、制御ゲート
CGには内部の高電圧発生回路からの昇圧された高電位
のプログラム電圧Vp (例えば20v)を書込み電
圧として与える。これにより書替え電極から極薄絶縁膜
を介してトンネル電流により浮遊ゲートFGに電子が゛
注入される。First, to write information to a selected memory cell, the rewrite electrode EG is kept at a low potential (for example, OV), and the control gate CG is supplied with a boosted high-potential program voltage Vp (for example, 20V) from an internal high voltage generation circuit. is given as the write voltage. As a result, electrons are injected from the rewrite electrode into the floating gate FG by a tunnel current through the extremely thin insulating film.
浮遊ゲートに電荷が注入されておらず、しきい値が正の
小さい値の状態を“0”とすれば、この書込み動作で浮
遊ゲートに電子が注入されてしきい値が正の大きい値に
なった状態が“1”である。If the state where no charge is injected into the floating gate and the threshold value is a small positive value is "0", then electrons are injected into the floating gate by this write operation and the threshold value becomes a large positive value. The current state is "1".
読み出し動作は、選択されたメモリセルのドレインDお
よび制御ゲートCGに読み出し電圧(例えば5V)を与
え、他の全ての電極を低電位(例えばOV)とする。こ
のとき、このメモリセルが0#であればチャネル電流が
流れ、“1″であれば電流は流れない。このチャネル電
流の有無により、“0”、11″の判別が行われる。In the read operation, a read voltage (eg, 5V) is applied to the drain D and control gate CG of the selected memory cell, and all other electrodes are set to a low potential (eg, OV). At this time, if this memory cell is 0#, a channel current flows, and if this memory cell is "1", no current flows. Depending on the presence or absence of this channel current, a determination is made between "0" and "11".
メモリセルの内容を消去するには、書込みの際と逆に、
制御ゲートCGを低電位(例えばOV)に保ち、書替え
電極EGに前述のプログラム電圧Vpを消去電圧として
与える。このとき、浮遊ゲートFGの電子は極薄絶縁膜
を介して書替え電極ECに放出され、メモリセルは“0
”になる。To erase the contents of a memory cell, do the opposite of writing.
The control gate CG is kept at a low potential (for example, OV), and the above-mentioned program voltage Vp is applied to the rewrite electrode EG as an erase voltage. At this time, the electrons in the floating gate FG are released to the rewrite electrode EC through the extremely thin insulating film, and the memory cell becomes "0".
"become.
この様な従来のE2 PROMでは、書替えに要する時
間は前述のプログラム電圧Vpを高くする程短くなる。In such a conventional E2 PROM, the time required for rewriting becomes shorter as the above-mentioned program voltage Vp is increased.
しかし、プログラム電圧Vpを余り高くすると、情報消
去時にはこのプログラム電圧Vpが基板内の拡散層であ
る書替え電極に印加されるので、この部分の接合ブレー
クダウンや表面ブレークダウンが生じ、書替えができな
くなる。However, if the program voltage Vp is made too high, when erasing information, this program voltage Vp is applied to the rewriting electrode, which is a diffusion layer in the substrate, resulting in junction breakdown or surface breakdown in this part, making rewriting impossible. .
従ってプログラム電圧Vpを余り高くすることはできず
、この結果書替え時間を十分に短縮することができなか
った。Therefore, the program voltage Vp could not be made too high, and as a result, the rewriting time could not be shortened sufficiently.
(発明が解決しようとする問題点)
以上のように従来のE2 FROMでは、書替えに使用
するプログラム電圧が一種であるために、プログラム電
圧を高くして書替え時間の短縮を図ろうとすると、耐圧
が持たなくなる、という問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional E2 FROM, the program voltage used for rewriting is one type, so if you try to shorten the rewriting time by increasing the program voltage, the withstand voltage will increase. There was a problem with not having it.
本発明は、この様な問題を解決した E2 FROMを提供することを目的とする。The present invention solves these problems. The purpose is to provide E2 FROM.
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明のE2 FROMでは、制御ゲートに与える書込
み電圧に比べて書替え電極に与える消去電圧が小さい値
に設定される。[Structure of the Invention] (Means for Solving Problems) In the E2 FROM of the present invention, the erase voltage applied to the rewrite electrode is set to a smaller value than the write voltage applied to the control gate.
(作用)
本発明によれば、書込み電圧と消去電圧を異ならせるこ
とにより、消去時のブレークダウンを防止しながら、E
2 FROMの書替え時間の短縮を図ることができる。(Function) According to the present invention, by differentiating the write voltage and the erase voltage, breakdown during erasing can be prevented while
2. The time required to rewrite FROM can be shortened.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は一実施例のE2 FROMの概略構成を示す。FIG. 1 shows a schematic configuration of an E2 FROM of one embodiment.
メモリセルは第2図に等価回路で示した通りのものであ
り、これがマトリクス配列されたメモリセルアレイ1が
構成されている。デコーダ2および3は、2次元配列さ
れたメモリセルの一つを選択するためのもので、ここで
はデコーダ2はメモリセルの書替え電極ECを選択し、
デコーダ3は制御ゲートCGを選択する。昇圧回路4は
、外部電源電位より高いプログラム電圧Vpを発生する
回路であり、動作モード切替回路5は、書込み時と消去
時とでプログラム電圧VpをノードN1.N2のいずれ
に出力するかを切換えるための回路である。即ち書込み
時は、ノードN1にプログラム電圧Vpが出力され、こ
れが書込み電圧VCCとしてデコーダ3で選ばれた制御
ゲートCGに与えられる。消去時にはプログラム電圧V
pはノードN2に出力される。そしてこのノードN2に
出力されたプログラム電圧Vpは電圧制御回路6により
所定値だけ低い電圧に下げられて消去電圧VEGとして
デコーダ2で選ばれた書替え電極に与えられる。The memory cells are as shown in the equivalent circuit in FIG. 2, and constitute a memory cell array 1 in which these are arranged in a matrix. Decoders 2 and 3 are for selecting one of the two-dimensionally arranged memory cells, and here the decoder 2 selects the rewrite electrode EC of the memory cell,
Decoder 3 selects control gate CG. The booster circuit 4 is a circuit that generates a program voltage Vp higher than the external power supply potential, and the operation mode switching circuit 5 changes the program voltage Vp to the nodes N1, . This is a circuit for switching which of N2 to output. That is, during writing, the program voltage Vp is output to the node N1, and this is applied to the control gate CG selected by the decoder 3 as the write voltage VCC. Program voltage V during erasing
p is output to node N2. The program voltage Vp outputted to the node N2 is lowered by a predetermined value by the voltage control circuit 6 and applied to the rewrite electrode selected by the decoder 2 as the erase voltage VEG.
この実施例のE2 FROMでの書込み、消去の動作を
第3図および第4図を参照して説明する。Writing and erasing operations in the E2 FROM of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
これらの図で白抜きは“VALID”、斜線部はDON
T CARE”を示す。In these figures, the white part is "VALID", and the shaded part is DON.
T CARE”.
情報書込みモードでは、第3図に示すように、ADDR
ES S、 書込みイネーブルWE。In the information write mode, as shown in Figure 3, ADDR
ESS, write enable WE.
DATA INが設定され、チップイネーブルCEが
“L2レベルになると書込み電圧VCG”20Vが出力
され、これが選択されたメモリセルの制御ゲートCGに
与えられる。このとき書替え電極ECの電圧はOVであ
る。これにより、選択されたメモリセルでは書替え電極
EGから電子が浮遊ゲー)FGに注入されて、書込みが
行われる。When DATA IN is set and the chip enable CE goes to the "L2 level", a write voltage VCG of 20V is output and applied to the control gate CG of the selected memory cell. At this time, the voltage of the rewrite electrode EC is OV. As a result, in the selected memory cell, electrons are injected from the rewriting electrode EG into the floating gate FG, and writing is performed.
情報消去モードでは、第4図に示すように書込みの場合
と同様に、ADDRES S、書込みイネーブルWE、
DATA INか設定され、チップイネーブルで下が
“L″レベルなると消去電圧VEG−17Vが出力され
、これが選択されたメモリセルの書替え電極EGに与え
られる。このとき制御ゲートCGの電圧は0■である。In the information erase mode, as shown in FIG. 4, the ADDRES S, write enable WE,
When DATA IN is set and the chip enable goes low, an erase voltage VEG-17V is output and applied to the rewrite electrode EG of the selected memory cell. At this time, the voltage of the control gate CG is 0■.
これにより、選択されたメモリセルでは浮遊ゲー)FG
に蓄積されていた電子がトンネル効果により書替え電極
EGに放出されて、消去が行われる。As a result, in the selected memory cell, the floating gate (FG)
The electrons stored in the memory are emitted to the rewrite electrode EG due to the tunnel effect, and erasing is performed.
こうしてこの実施例では、基板内の拡散層からなる書替
え電極に与えられる消去電圧が、制御ゲートに与えられ
る書込み電圧に比べて小さい値に設定されている。この
ため、書込み電圧を十分に高いものとして書込み時間の
短縮を図りながら、消去時のブレークダウンを確実に防
止することができる。Thus, in this embodiment, the erase voltage applied to the rewrite electrode made of the diffusion layer in the substrate is set to a smaller value than the write voltage applied to the control gate. Therefore, breakdown during erasing can be reliably prevented while reducing the write time by setting the write voltage to a sufficiently high value.
なお本発明は上記実施例に限られるものではなく、その
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することがで
きる。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.
[発明の効果コ
以上述べたように本発明によれば、書込み電圧と消去電
圧を異ならせることにより、消去時のブレークダウンを
防止しながら書込み時間の短縮を図ったE2 PROM
を得ることかできる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the E2 PROM is designed to shorten the write time while preventing breakdown during erasing by differentiating the write voltage and the erase voltage.
Can you get it?
第1図は本発明の一実施例のE2 FROMを示す概略
構成図、第2図はその′メモリセルの等価回路図、第3
図はその書込みモードでのタイミング図、第4図は同じ
く消去モードでのタイミング図である。
1・・・メモリセルアレイ、2,3・・・デコーダ、4
・・・昇圧回路、5・・・動作モード切替回路、6・・
・電圧制御回路、D・・・ドレイン、S・・・ソース、
EG・・・書替え電極、FC・・・浮遊ゲート、CG・
・・制御ゲート、VCa・・・書込み7ヒ圧、VEQ・
・・消去電圧。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第1図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an E2 FROM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of its memory cell, and FIG.
The figure is a timing diagram in the write mode, and FIG. 4 is a timing diagram in the erase mode. 1...Memory cell array, 2, 3...Decoder, 4
... Boost circuit, 5... Operation mode switching circuit, 6...
・Voltage control circuit, D...drain, S...source,
EG...Rewriting electrode, FC...Floating gate, CG...
...Control gate, VCa...Write 7 high pressure, VEQ.
...Erasing voltage. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1
Claims (1)
形成され、内部に高電圧発生回路を有し、各メモリセル
は、半導体基板に互いに離隔して形成されたソース、ド
レイン領域と、これらソース、ドレイン領域間のチャネ
ル領域上にゲート絶縁膜を介して形成された浮遊ゲート
と、この浮遊ゲートに極薄絶縁膜を介して対向して設置
された書替え電極と、前記浮遊ゲートに容量結合して設
置された制御ゲートとを備え、選択されたメモリセルに
ついて前記制御ゲートと書替え電極との間の電位関係を
設定して前記書替え電極と浮遊ゲート間で電荷の授受を
行わせることにより記憶内容の電気的書替えを可能とし
た不揮発性半導体メモリ装置において、浮遊ゲートの電
荷を放出する消去時に前記書替え電極に印加する消去電
圧を、浮遊ゲートに電荷を注入する書込み時に前記制御
ゲートに印加する書込み電圧より低い値に設定したこと
を特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。A memory cell having a floating gate is integrated on a semiconductor substrate and has a high voltage generation circuit inside, and each memory cell has a source and a drain region formed apart from each other on the semiconductor substrate, and A floating gate formed on a channel region between regions via a gate insulating film, a rewrite electrode installed opposite to this floating gate via an extremely thin insulating film, and installed capacitively coupled to the floating gate. and a control gate, and sets a potential relationship between the control gate and the rewriting electrode for the selected memory cell, and transfers electric charge between the rewriting electrode and the floating gate, thereby controlling the electrical content of the stored content. In a non-volatile semiconductor memory device that enables permanent rewriting, the erase voltage applied to the rewriting electrode during erasing to release charges from the floating gate is higher than the write voltage applied to the control gate during writing to inject charges to the floating gate. A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that the value is set to a low value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62069119A JPS63237295A (en) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | Monvolatile semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62069119A JPS63237295A (en) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | Monvolatile semiconductor memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63237295A true JPS63237295A (en) | 1988-10-03 |
Family
ID=13393437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62069119A Pending JPS63237295A (en) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | Monvolatile semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63237295A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0447595A (en) * | 1990-06-15 | 1992-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Nonvolatile semiconductor memory device |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62069119A patent/JPS63237295A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0447595A (en) * | 1990-06-15 | 1992-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Nonvolatile semiconductor memory device |
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