JPH11306772A - Writing method for nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Writing method for nonvolatile semiconductor memory

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JPH11306772A
JPH11306772A JP11547698A JP11547698A JPH11306772A JP H11306772 A JPH11306772 A JP H11306772A JP 11547698 A JP11547698 A JP 11547698A JP 11547698 A JP11547698 A JP 11547698A JP H11306772 A JPH11306772 A JP H11306772A
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JP
Japan
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voltage
writing
gate electrode
control gate
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP11547698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kawaguchi
勉 川口
Shigemitsu Fukatsu
重光 深津
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Priority to JP11547698A priority Critical patent/JPH11306772A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a writing method for nonvolatile semiconductor memory in which gate disturb phenomenon of a non-select cell can be suppressed without causing any delay of writing speed at the time of writing of a select cell. SOLUTION: Memory cells each having a source region, a drain region, a floating gate electrode and a control gate electrode are arranged in matrix. The drain region, source region and control gate electrode of each cell or a cell unit comprising a plurality of cells are connected, respectively, with a bit line, a source line and a word line. Only the initial pulse voltage (first time pulse voltage) of being applied to a selected word line for the purpose of writing is lower than the subsequent pulse voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は不揮発性半導体記
憶装置に関するもので、特にホットエレクトロン注入に
より書き込み動作を行うEPROM型の不揮発性半導体
記憶装置に係わるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to an EPROM type nonvolatile semiconductor memory device which performs a write operation by hot electron injection.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラッシュメモリやEPROMのような
不揮発性半導体記憶装置の構成例を図9に示す。メモリ
セル100がマトリックス状に配置され、各メモリセル
100にて多数のビットが構成されている。メモリセル
100の基本構成を図10に示す。半導体基板20の表
層部にセル毎のソース領域21およびドレイン領域22
が離間して形成され、両領域21,22間における半導
体基板20の上に絶縁膜23を介して浮遊ゲート電極
(フローティングゲート電極)24が配置されるととも
に、浮遊ゲート電極24の上に絶縁膜25を介して制御
ゲート電極(コントロールゲート電極)26が延設さ
れ、各セルのドレイン領域22がビット線に、ソース領
域21がソース線に、制御ゲート電極26がワード線に
それぞれ接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 shows a configuration example of a nonvolatile semiconductor memory device such as a flash memory or an EPROM. The memory cells 100 are arranged in a matrix, and each memory cell 100 has a large number of bits. FIG. 10 shows a basic configuration of the memory cell 100. A source region 21 and a drain region 22 for each cell are provided on a surface portion of the semiconductor substrate 20.
Are formed apart from each other, a floating gate electrode (floating gate electrode) 24 is arranged on the semiconductor substrate 20 between the two regions 21 and 22 via an insulating film 23, and an insulating film is formed on the floating gate electrode 24. A control gate electrode (control gate electrode) 26 extends through the gate 25, and the drain region 22 of each cell is connected to a bit line, the source region 21 is connected to a source line, and the control gate electrode 26 is connected to a word line. .

【0003】図10に示すように、読み出し動作は、ド
レイン領域22に1〜2ボルトの正電位を与え、ソース
領域21を接地し、制御ゲート電極26にVccを印加
し、チャネル電流が流れるか否かを検出することにより
行う。
As shown in FIG. 10, a read operation is performed by applying a positive potential of 1 to 2 volts to a drain region 22, grounding a source region 21, applying Vcc to a control gate electrode 26, and checking whether a channel current flows. This is done by detecting whether or not it is not.

【0004】データの書き込みは、図11に示すよう
に、ドレイン領域22にVccを印加し、ソース領域21
を接地し、制御ゲート電極26に高い電圧Vpp(例えば
+12ボルト)を印加し、ホットエレクトロンをドレイ
ン付近で発生させ、その発生したホットエレクトロンを
浮遊ゲート電極24に注入し、メモリセルの閾値電圧を
高くすることにより行われる。
In data writing, as shown in FIG. 11, Vcc is applied to a drain region 22 and a source region 21 is applied.
Is grounded, a high voltage Vpp (for example, +12 volts) is applied to the control gate electrode 26, hot electrons are generated near the drain, the generated hot electrons are injected into the floating gate electrode 24, and the threshold voltage of the memory cell is reduced. This is done by raising it.

【0005】つまり、書き込み時には、選択トランジス
タのドレイン領域22には、グランド電位のソース領域
21や基板電位よりも高い中間電位Vcc(例えば5.5
ボルト)が印加され、同時に選択トランジスタの制御ゲ
ート電極26にはドレイン電位よりも高電位Vpp(例え
ば+12ボルト)を印加することで、ドレイン付近でホ
ットエレクトロンを発生させ、それを浮遊ゲート電極2
4へ注入する。
That is, at the time of writing, the drain region 22 of the selection transistor is provided with the source region 21 of the ground potential and the intermediate potential Vcc (for example, 5.5) higher than the substrate potential.
Volts) is applied, and at the same time, a higher potential Vpp (for example, +12 volts) than the drain potential is applied to the control gate electrode 26 of the select transistor, thereby generating hot electrons near the drain and causing the floating gate electrode 2 to generate hot electrons.
Inject into 4.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような書き込み動作時には、選択セルと同一のワード線
に接続される非選択セルの制御ゲート電極26にも例え
ば+12ボルトの高電位が印加されてしまう。そのた
め、その高い制御ゲート電位に引っ張られ、非選択セル
の浮遊ゲート電極24へ基板から電子が注入されてしま
い非選択セルの閾値電圧まで変化してしまう、いわゆる
ゲートディスターブ現象が生じてしまう。
However, during the above-described write operation, a high potential of, for example, +12 volts is applied to the control gate electrode 26 of the non-selected cell connected to the same word line as the selected cell. I will. For this reason, the gate voltage is pulled by the high control gate potential, electrons are injected from the substrate into the floating gate electrode 24 of the non-selected cell, and the threshold voltage of the non-selected cell is changed, that is, a so-called gate disturb phenomenon occurs.

【0007】データの書き込み速度を速くするためには
選択セルの制御ゲート電極26に印加される電位を高く
する必要があるが、その場合、同一のワード線に接続さ
れる非選択セルの制御ゲート電極26にも高い電位が印
加されゲートディスターブ現象がより強まることにな
る。逆に、ゲートディスターブ現象を抑制するには、書
き込み時の制御ゲート電極26の電位を低くすればよい
が、その場合には書き込み速度が遅くなってしまうとい
う問題があった。
In order to increase the data write speed, it is necessary to increase the potential applied to the control gate electrode 26 of the selected cell. In this case, the control gate of the unselected cell connected to the same word line is required. A high potential is also applied to the electrode 26, and the gate disturb phenomenon is further strengthened. Conversely, the gate disturb phenomenon can be suppressed by lowering the potential of the control gate electrode 26 at the time of writing. However, in that case, there is a problem that the writing speed becomes slow.

【0008】そこで、この発明の目的は、選択セルの書
き込みを行う際にその書き込み速度を遅くすることな
く、非選択セルのゲートディスターブ現象を抑制するこ
とができる不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a writing method for a nonvolatile semiconductor memory device capable of suppressing the gate disturb phenomenon of an unselected cell without slowing down the writing speed when writing to a selected cell. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、次のこと
を見出した。つまり、書き込みの際の制御ゲート電位を
変えた場合(11ボルト、11.4ボルト、12ボル
ト、12.6ボルト、13ボルト)における印加開始か
らの閾値電圧Vtの変化を測定してみた。その結果を、
図8に示す。この制御ゲート電位Vcgと書き込み特性と
の関係で示されるように、書き込み時間が10μ秒まで
は、閾値電圧Vtの変化(書き込み速度)は制御ゲート
電圧Vcgにほとんど依存しないことが分かった。
Means for Solving the Problems The present inventors have found the following. That is, when the control gate potential at the time of writing was changed (11 volts, 11.4 volts, 12 volts, 12.6 volts, and 13 volts), the change in the threshold voltage Vt from the start of application was measured. The result is
As shown in FIG. As shown by the relationship between the control gate potential Vcg and the write characteristics, it was found that the change in the threshold voltage Vt (write speed) hardly depends on the control gate voltage Vcg until the write time was 10 μs.

【0010】そこで、請求項1に記載の発明は、書き込
みのために選択されたワード線に所定電圧を印加するに
先立つ書き込み初期において、前記書き込み電圧よりも
低い電圧を印加するようにしたことを特徴としている。
Therefore, the invention according to claim 1 is characterized in that a voltage lower than the write voltage is applied at an initial stage of writing before applying a predetermined voltage to a word line selected for writing. Features.

【0011】よって、書き込み動作時において、常に高
電圧が選択ワード線に印加されるような従来の書き込み
方法に比べ、本発明の書き込み方法により、書き込み速
度は変化しない状態で、書き込み動作時間に非選択セル
の制御ゲート電極に印加される正味の電圧の総和は低減
できる。その結果、非選択セルのゲートディスターブ現
象を抑制することができる。
Therefore, compared to the conventional writing method in which a high voltage is always applied to the selected word line during the writing operation, the writing method of the present invention allows the writing speed to remain unchanged and the writing operation time to be reduced. The sum of the net voltages applied to the control gate electrodes of the selected cells can be reduced. As a result, the gate disturb phenomenon of the unselected cells can be suppressed.

【0012】ここで、請求項2に記載のように、書き込
みのために選択されたワード線の電圧印加の開始から1
0μ秒までの期間、印加電圧を低くすると、実用上好ま
しいものとなる。
Here, as described in the second aspect, one cycle from the start of voltage application to the word line selected for writing.
It is practically preferable to reduce the applied voltage for a period of up to 0 μsec.

【0013】また、請求項3に記載のように、書き込み
のための印加電圧は一定時間幅のパルス電圧で与えられ
るものであり、初期のパルス電圧のみ、以後のパルス電
圧より低くすると、実用上好ましいものとなる。
Further, as described in claim 3, the applied voltage for writing is given by a pulse voltage having a fixed time width, and if only the initial pulse voltage is lower than the subsequent pulse voltages, it becomes practically impossible. It will be preferable.

【0014】さらに、請求項4に記載のように、書き込
みのための印加電圧は一定時間幅のパルス電圧で与えら
れるものであり、初回のパルス電圧のみ、以後のパルス
電圧より低くすると、実用上好ましいものとなる。
Further, as described in the fourth aspect, the applied voltage for writing is given by a pulse voltage having a fixed time width. If only the first pulse voltage is lower than the subsequent pulse voltages, it is practically possible. It will be preferable.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。図1にはフラッシュメ
モリの平面図を示し、図2には図1のA−A断面を示
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the flash memory, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【0016】図2に示すように、半導体基板としてのP
型単結晶シリコン基板1において、P型シリコン層1a
の上にはPウェル層1bが形成されている。Pウェル層
1bの表層部にはセル毎のN+ 型ソース領域(不純物拡
散領域)2とN+ 型ドレイン領域(不純物拡散領域)3
とが離間して形成されている。さらに、Pウェル層1b
において図1に示すようにソース領域2から帯状のN+
型ソース共通線(不純物拡散領域)4が延設され、ソー
ス共通線4にて各メモリセルのソース領域2が結合して
いる。
As shown in FIG. 2, P as a semiconductor substrate
In the single-crystal silicon substrate 1, a P-type silicon layer 1a
Is formed with a P-well layer 1b. An N + type source region (impurity diffusion region) 2 and an N + type drain region (impurity diffusion region) 3 for each cell are provided in the surface layer portion of the P well layer 1b.
Are formed apart from each other. Further, the P well layer 1b
In FIG. 1, a band-like N +
A source common line (impurity diffusion region) 4 extends and the source region 2 of each memory cell is connected by the source common line 4.

【0017】また、図2に示すように、単結晶シリコン
基板1の上には、絶縁膜としての薄いシリコン酸化膜
(トンネル酸化膜)5を介して多結晶シリコンよりなる
浮遊ゲート電極(フローティングゲート電極)6が配置
され、この浮遊ゲート電極6は長方形をなしソース領域
2とドレイン領域3との間を通るように延設されてい
る。浮遊ゲート電極6の上には絶縁膜としてのシリコン
酸化膜(ゲート間絶縁膜)7を介して帯状の制御ゲート
電極(コントロールゲート電極)8が配置されている。
制御ゲート電極8は多結晶シリコンよりなり、図1に示
すようにソース共通線4と平行に延設されている。
As shown in FIG. 2, a floating gate electrode (floating gate) made of polycrystalline silicon is provided on a single crystal silicon substrate 1 via a thin silicon oxide film (tunnel oxide film) 5 as an insulating film. The floating gate electrode 6 has a rectangular shape and extends so as to pass between the source region 2 and the drain region 3. A strip-shaped control gate electrode (control gate electrode) 8 is disposed on the floating gate electrode 6 via a silicon oxide film (inter-gate insulating film) 7 as an insulating film.
The control gate electrode 8 is made of polycrystalline silicon, and extends in parallel with the common source line 4 as shown in FIG.

【0018】また、図2に示すように、制御ゲート電極
8の周囲を含めた単結晶シリコン基板1上にはシリコン
酸化膜9が配置されている。シリコン酸化膜9の上には
アルミよりなるドレイン用配線11が配置され、ドレイ
ン用配線11がコンタクトホール(開口部)10を通し
てドレイン領域3と電気的に接続されている。本実施の
形態においては、2つのトランジスタセルに共通するド
レイン用コンタクトホール10が設けられている。ま
た、図1に示すように、シリコン酸化膜9に設けたコン
タクトホール(開口部)12a,12b,13a,13
bを通してソース用配線(図示略)がソース共通線4と
電気的に接続されている。本実施の形態においては、8
つのトランジスタセル毎にソース用コンタクトホール1
2a,12b,13a,13bが設けられている。
As shown in FIG. 2, a silicon oxide film 9 is disposed on the single crystal silicon substrate 1 including the periphery of the control gate electrode 8. A drain wire 11 made of aluminum is arranged on the silicon oxide film 9, and the drain wire 11 is electrically connected to the drain region 3 through a contact hole (opening) 10. In the present embodiment, a drain contact hole 10 common to two transistor cells is provided. Also, as shown in FIG. 1, contact holes (openings) 12a, 12b, 13a, 13 provided in the silicon oxide film 9 are formed.
The source wiring (not shown) is electrically connected to the source common line 4 through b. In the present embodiment, 8
Source contact hole 1 for each transistor cell
2a, 12b, 13a and 13b are provided.

【0019】図3には、周辺回路を示す。Xデコーダ1
5とYデコーダ・センスアンプ・書込回路16を備えて
いる。Xデコーダ15にはワード線1,2,3,・・
・,n,jにて各セルの制御ゲート電極8と接続されて
いる。Yデコーダ・センスアンプ・書込回路16にはビ
ット線1,2,3,・・・,m,kにて各セルのドレイ
ン領域3と接続されている。また、Yデコーダ・センス
アンプ・書込回路16にはソース線1,2,3,・・
・,m,kにて各セルのソース領域2と接続されてい
る。
FIG. 3 shows a peripheral circuit. X decoder 1
5 and a Y decoder / sense amplifier / write circuit 16. X decoder 15 has word lines 1, 2, 3,.
, N and j are connected to the control gate electrode 8 of each cell. The Y decoder / sense amplifier / write circuit 16 is connected to the drain region 3 of each cell via bit lines 1, 2, 3,..., M and k. The Y decoder / sense amplifier / write circuit 16 has source lines 1, 2, 3,.
, M and k are connected to the source region 2 of each cell.

【0020】次に、このように構成したフラッシュメモ
リの作用、特に、書き込み動作を、図4を用いて説明す
る。図4は、書き込み時におけるビット線(ドレイン電
位Vd )の印加電圧波形およびワード線(制御ゲート電
位Vcg)の印加電圧波形である。書き込みは、ドレイン
電圧Vd よりも高い制御ゲート電圧Vcgを印加すること
によりドレイン近傍で発生したホットエレクトロンを浮
遊ゲート電極6に注入して行うが、この時、本実施形態
においては、印加電圧は一定時間幅(10μ秒)のパル
ス電圧で与えられ、所定の閾値電圧に達したところで書
き込み動作を終了させるようにしている。本例では書き
込みのための電圧印加時間を50μ秒としている。
Next, the operation of the flash memory configured as described above, particularly, the write operation will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an applied voltage waveform of the bit line (drain potential Vd) and an applied voltage waveform of the word line (control gate potential Vcg) at the time of writing. Writing is performed by injecting hot electrons generated near the drain into the floating gate electrode 6 by applying a control gate voltage Vcg higher than the drain voltage Vd. In this embodiment, the applied voltage is constant. It is given by a pulse voltage having a time width (10 μsec), and terminates the write operation when a predetermined threshold voltage is reached. In this example, the voltage application time for writing is set to 50 μsec.

【0021】このようにして、メモリセルが多数配列さ
れた状態で、各ビットごとにこの動作を行っていくこと
になる。より具体的に説明すると、例えば、書き込み動
作を図3のメモリセル100(ワード;n、ビット;
m)に対して行う場合には、図4に示すように、Xデコ
ーダ15にて11ボルトのパルス電圧を最初の1回だけ
ワード線nに印加し、以後、12ボルトのパルス電圧を
4回だけワード線nに印加する。また、Yデコーダ・セ
ンスアンプ・書込回路16にて5.5ボルトのパルス
(電圧)をビット線mに印加する。なお、ソース線mは
グランド電位にする。このゲート〜ドレイン間へのパル
ス電圧の印加は同期して行われる。
In this way, this operation is performed for each bit in a state where a large number of memory cells are arranged. More specifically, for example, the write operation is performed in the memory cell 100 (word; n, bit;
m), as shown in FIG. 4, the X decoder 15 applies a pulse voltage of 11 volts to the word line n only once for the first time, and thereafter applies a pulse voltage of 12 volts four times. Only to the word line n. Further, a pulse (voltage) of 5.5 V is applied to the bit line m by the Y decoder / sense amplifier / write circuit 16. Note that the source line m is set to the ground potential. The application of the pulse voltage between the gate and the drain is performed synchronously.

【0022】この電圧印加により、ドレイン電圧Vd
(=5.5ボルト)よりも高い制御ゲート電圧Vcg(=
12ボルト)が印加されてドレイン近傍で発生したホッ
トエレクトロンが浮遊ゲート電極6に注入される。その
結果、メモリセル100(n,m)が所定の閾値電圧V
tとなる。
By applying this voltage, the drain voltage Vd
(= 5.5 volts) higher than the control gate voltage Vcg (=
12 volts) is applied, and hot electrons generated near the drain are injected into the floating gate electrode 6. As a result, the memory cell 100 (n, m) has a predetermined threshold voltage V
t.

【0023】このように、書き込み動作の初期(〜10
μ秒)においては11ボルトの低電圧をワード線(制御
ゲート電極8)に印加し、その後の書き込み動作(10
〜50μ秒)については、ワード線(制御ゲート電極
8)に高電圧の12ボルトを印加して書き込みを行う。
As described above, the initial stage of the write operation (to 10)
μsec), a low voltage of 11 volts is applied to the word line (control gate electrode 8), and the subsequent write operation (10
〜50 μsec), writing is performed by applying a high voltage of 12 volts to the word line (control gate electrode 8).

【0024】この例の場合、図8の制御ゲート電位Vcg
と書き込み特性との関係で示されるように、書き込み時
間の0〜10μ秒までは、少なくとも11ボルトから1
3ボルトの電圧Vcgの範囲では書き込み速度は制御ゲー
ト電圧Vcgにほとんど依存しない。そのため、図4に示
すように、書き込み時の制御ゲート電圧Vcgを、0〜1
0μ秒の間は11ボルトで、10〜50μ秒の間は12
ボルトを印加する場合と、従来の書き込み動作のように
図5に示すように常に例えば12ボルトの高電圧を印加
する場合とで、書き込み速度は変化しないことになる。
In the case of this example, the control gate potential Vcg shown in FIG.
As shown by the relationship between the voltage and the write characteristics, at least 11 volts to 1
In the range of the voltage Vcg of 3 volts, the writing speed hardly depends on the control gate voltage Vcg. Therefore, as shown in FIG. 4, the control gate voltage Vcg at the time of writing is
11 volts during 0 microseconds and 12 volts between 10 and 50 microseconds.
The writing speed does not change between the case where a volt is applied and the case where a high voltage of, for example, 12 volts is always applied as shown in FIG.

【0025】その書き込み方式の違いによる書き込み特
性を評価した結果を図6に示す。この図6から、図5に
示す従来の書き込み方式と図4に示す本実施形態の書き
込み方式で、書き込み特性に差は無いことが分かる。
FIG. 6 shows the result of evaluating the write characteristics due to the difference in the write method. FIG. 6 shows that there is no difference in the write characteristics between the conventional write method shown in FIG. 5 and the write method of the present embodiment shown in FIG.

【0026】一方、図7には、図5に示す従来の書き込
み方式と図4に示す本実施形態の書き込み方式とで、ゲ
ートディスターブ特性を評価し、比較した結果を示す。
この場合のより詳しい測定条件は、従来方式として、制
御ゲート電位Vcg=12ボルトで5m秒としている。ま
た、本方式として、制御ゲート電位Vcg=11ボルトで
1m秒間、電圧印加を行った後に、制御ゲート電位Vcg
=12ボルトで4m秒間、電圧印加を行った。つまり、
トータルの印加時間は共に5m秒である。
On the other hand, FIG. 7 shows the results of evaluation and comparison of gate disturb characteristics between the conventional writing method shown in FIG. 5 and the writing method of the present embodiment shown in FIG.
More detailed measurement conditions in this case are 5 ms for the control gate potential Vcg = 12 volts as the conventional method. In this method, after applying a voltage for 1 ms at a control gate potential Vcg = 11 volts, the control gate potential Vcg is applied.
= 12 volts for 4 ms. That is,
The total application time is 5 ms.

【0027】図7において、従来方式ではΔVtの中心
値(図中のΔVt1値)が約0.085ボルトであるの
に対し、本実施形態の方式ではΔVtの中心値(図中の
ΔVt10値)が約0.06ボルトであった。これは、
従来の書き込み方式と本実施形態の書き込み方式とで
は、書き込み動作の初期(この例では0〜10μ秒の
間)に共通ワード線に印加される電圧が異なるため、制
御ゲート電極8に印加される正味の電圧量に差が生じる
ためである。つまり、本実施形態の書き込み動作の場合
の方が正味の印加電圧量が少なくなる。
In FIG. 7, the central value of ΔVt (ΔVt1 value in the figure) is about 0.085 volts in the conventional method, while the central value of ΔVt (ΔVt10 value in the figure) is in the method of the present embodiment. Was about 0.06 volts. this is,
Since the voltage applied to the common word line differs between the conventional writing method and the writing method of the present embodiment at the beginning of the writing operation (between 0 and 10 μs in this example), the voltage is applied to the control gate electrode 8. This is because a difference occurs in the net voltage amount. That is, the net amount of applied voltage is smaller in the case of the write operation of the present embodiment.

【0028】書き込み時には、共通ワード線に接続され
る非選択セルでは、ソース領域2およびドレイン領域3
がグランド電位であり、制御ゲート電極8に選択セルと
同様の高電圧が印加される。そのため、その高電圧に引
っ張られ、例えば基板と浮遊ゲート電極8間に介するト
ンネル絶縁膜5を通してトンネル効果により非選択セル
の基板から浮遊ゲート電極6に電子が注入され、非選択
セルの閾値電圧が変動する。
At the time of writing, in the non-selected cells connected to the common word line, the source region 2 and the drain region 3
Is the ground potential, and the same high voltage as that of the selected cell is applied to the control gate electrode 8. Therefore, electrons are injected from the substrate of the non-selected cell to the floating gate electrode 6 by the tunnel effect through the tunnel insulating film 5 interposed between the substrate and the floating gate electrode 8, for example, and the threshold voltage of the non-selected cell is lowered. fluctuate.

【0029】よって、共通ワード線に印加する電圧が低
い方が、非選択セルで生じる浮遊ゲート電極6への電子
の注入量は減少する。従って、図7に示されるように、
書き込み時の正味の印加電圧量が少ない本実施形態の書
き込み方式の方がゲートディスターブ現象(非選択セル
の閾値電圧の変動)が抑制できる。
Therefore, the lower the voltage applied to the common word line, the smaller the amount of electrons injected into the floating gate electrode 6 generated in the non-selected cells. Therefore, as shown in FIG.
The gate disturb phenomenon (change in the threshold voltage of the non-selected cells) can be suppressed by the writing method according to the present embodiment in which the net applied voltage amount during writing is small.

【0030】以上のように、本実施形態の書き込み方式
により、書き込み速度は変化させることなくゲートディ
スターブ現象を抑制できる。このように本実施形態は、
下記の特徴を有する。 (イ)書き込みのために選択されたワード線に所定電圧
を印加するに先立つ書き込み初期において、前記書き込
み電圧よりも低い電圧を印加するようにした。よって、
書き込み動作時において、常に高電圧が選択ワード線に
印加されるような従来の書き込み方法に比べ、本書き込
み方法により、書き込み速度は変化しない状態で、書き
込み動作時間に非選択セルの制御ゲートに印加される正
味の電圧の総和は低減できるため、ゲートディスターブ
現象を抑制できる。
As described above, according to the writing method of the present embodiment, the gate disturb phenomenon can be suppressed without changing the writing speed. Thus, this embodiment is
It has the following features. (A) A voltage lower than the write voltage is applied in the initial stage of writing before applying a predetermined voltage to the word line selected for writing. Therefore,
Compared to the conventional write method in which a high voltage is always applied to the selected word line during the write operation, this write method applies the write speed to the control gate of the non-selected cell without changing the write speed. Since the sum of the net voltages to be performed can be reduced, the gate disturb phenomenon can be suppressed.

【0031】つまり、図4に示すように、書き込み速度
が制御ゲート電圧に依存しない書き込み初期動作におい
ては選択ワード線に印加される電位を低い電圧Vcg1に
し、選択セルの浮遊ゲート電極6にある程度電子が注入
され、閾値電圧がある程度上昇した後、書き込み速度が
制御ゲート電位に依存するようになるような、引き続き
行われる書き込み動作においては、必要な書き込み速度
を実現するために、選択ワード線に印加する電圧Vcg2
をVcg1よりも高い電圧にする。その結果、書き込み動
作時において、常に例えばVcg2のような高電位が選択
ワード線に印加されるような従来の書き込み方法に比
べ、本書き込み方法により、書き込み速度は変化しない
状態で、書き込み動作時間に非選択セルの制御ゲートに
印加される正味の電圧の総和は低減できるため、ゲート
ディスターブ現象を抑制できる。 (ロ)書き込みのために選択されたワード線の電圧印加
の開始から10μ秒までの期間、印加電圧を低くしたの
で、実用上好ましいものとなる。 (ハ)書き込みのための印加電圧は一定時間幅のパルス
電圧で与えられるものであり、初期のパルス電圧のみ、
以後のパルス電圧より低くしたので、実用上好ましいも
のとなる。 (ニ)書き込みのための印加電圧は一定時間幅のパルス
電圧で与えられるものであり、初回のパルス電圧のみ、
以後のパルス電圧より低くしたので、実用上好ましいも
のとなる。
That is, as shown in FIG. 4, in a write initial operation in which the write speed does not depend on the control gate voltage, the potential applied to the selected word line is set to the low voltage Vcg1 and the floating gate electrode 6 of the selected cell is charged to a certain degree with electrons. Is injected, and after the threshold voltage is increased to some extent, in a subsequent write operation in which the write speed depends on the control gate potential, the voltage is applied to the selected word line in order to realize the required write speed. Voltage Vcg2
Is set to a voltage higher than Vcg1. As a result, in the write operation, compared to the conventional write method in which a high potential such as Vcg2 is always applied to the selected word line, the write method does not change the write operation time, and Since the sum of the net voltages applied to the control gates of the unselected cells can be reduced, the gate disturb phenomenon can be suppressed. (B) Since the applied voltage is lowered for a period of 10 μs from the start of the voltage application to the word line selected for writing, it becomes practically preferable. (C) The applied voltage for writing is given as a pulse voltage having a fixed time width, and only the initial pulse voltage is applied.
Since it is lower than the subsequent pulse voltage, it becomes practically preferable. (D) The applied voltage for writing is given as a pulse voltage having a fixed time width.
Since it is lower than the subsequent pulse voltage, it becomes practically preferable.

【0032】本発明の特徴は、初期のコントロールゲー
トに与えられる書き込み電圧パルスが、以後のパルス電
圧より低い電圧を印加することである。よって、図4に
おいては、一例として、同一時間パルスの場合を示した
が、書き込み初期の例えば10μsecに低電圧を与
え、それ以後にコントロールゲートに与えられる電圧パ
ルスの時間幅はトータルとして書き込みに必要な印加時
間になっていればよく、必ずしも単一時間パルスである
必要はない。
A feature of the present invention is that an initial write voltage pulse applied to the control gate applies a voltage lower than the subsequent pulse voltage. Therefore, FIG. 4 shows an example of the case of the same time pulse as an example. However, a low voltage is applied at, for example, 10 μsec at the beginning of writing, and the time width of the voltage pulse applied to the control gate after that is necessary for writing as a whole. It is sufficient that the application time is as short as possible, and it is not always necessary to use a single time pulse.

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

【図1】 実施の形態におけるフラッシュメモリの平面
図。
FIG. 1 is a plan view of a flash memory according to an embodiment;

【図2】 図1のA−A断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】 周辺回路の電気的構成を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a peripheral circuit.

【図4】 印加パルスを説明するため波形図。FIG. 4 is a waveform chart for explaining an applied pulse.

【図5】 比較のための印加パルスを説明するため波形
図。
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining applied pulses for comparison.

【図6】 書き込み時間と閾値電圧との関係を示す測定
図。
FIG. 6 is a measurement diagram showing a relationship between a writing time and a threshold voltage.

【図7】 閾値電圧の変動を示す測定図。FIG. 7 is a measurement diagram showing a change in threshold voltage.

【図8】 閾値電圧の変動を示す測定図。FIG. 8 is a measurement diagram showing a change in threshold voltage.

【図9】 フラッシュメモリのセル配置を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a cell arrangement of a flash memory.

【図10】 読み出し動作を説明するためのメモリの断
面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a memory for explaining a read operation;

【図11】 書き込み動作を説明するためのメモリの断
面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a memory for explaining a writing operation;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…P型単結晶シリコン基板、2…ソース領域、3…ド
レイン領域、4…ソース共通線、5…シリコン酸化膜、
6…浮遊ゲート電極、7…シリコン酸化膜、8…制御ゲ
ート電極。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P type single crystal silicon substrate, 2 ... Source region, 3 ... Drain region, 4 ... Source common line, 5 ... Silicon oxide film,
6: floating gate electrode, 7: silicon oxide film, 8: control gate electrode.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表層部にセル毎のソース領
域およびドレイン領域が離間して形成され、両領域間に
おける半導体基板の上に絶縁膜を介して浮遊ゲート電極
が配置されるとともに、浮遊ゲート電極の上に絶縁膜を
介して制御ゲート電極が延設され、さらに、マトリック
ス状に配列された各セルまたは複数セルからなるセルユ
ニットでのドレイン領域がビット線に、ソース領域がソ
ース線に、制御ゲート電極がワード線にそれぞれ接続さ
れた不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法であって、 書き込みのために選択されたワード線に所定電圧を印加
するに先立つ書き込み初期において、前記書き込み電圧
よりも低い電圧を印加するようにしたことを特徴とする
不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
A source region and a drain region for each cell are formed at a distance from each other in a surface layer portion of a semiconductor substrate; a floating gate electrode is disposed on the semiconductor substrate between the two regions via an insulating film; A control gate electrode extends over the gate electrode via an insulating film, and further, a drain region in each cell or a cell unit including a plurality of cells arranged in a matrix is a bit line, and a source region is a source line. A method of writing data in a nonvolatile semiconductor memory device in which a control gate electrode is connected to a word line, wherein the voltage is lower than the write voltage in an initial stage of writing prior to applying a predetermined voltage to a word line selected for writing. A writing method for a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a low voltage is applied.
【請求項2】 書き込みのために選択されたワード線の
電圧印加の開始から10μ秒までの期間、印加電圧を低
くした請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の書き
込み方法。
2. The writing method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the applied voltage is reduced during a period from the start of voltage application to a word line selected for writing to 10 μs.
【請求項3】 書き込みのための印加電圧は一定時間幅
のパルス電圧で与えられるものであり、初期のパルス電
圧のみ、以後のパルス電圧より低くした請求項1に記載
の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the applied voltage for writing is given as a pulse voltage having a predetermined time width, and only the initial pulse voltage is lower than the subsequent pulse voltages. Writing method.
【請求項4】 書き込みのための印加電圧は一定時間幅
のパルス電圧で与えられるものであり、初回のパルス電
圧のみ、以後のパルス電圧より低くした請求項1に記載
の不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法。
4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the applied voltage for writing is given as a pulse voltage having a fixed time width, and only the first pulse voltage is lower than subsequent pulse voltages. Writing method.
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