JPS60211699A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPS60211699A
JPS60211699A JP59067693A JP6769384A JPS60211699A JP S60211699 A JPS60211699 A JP S60211699A JP 59067693 A JP59067693 A JP 59067693A JP 6769384 A JP6769384 A JP 6769384A JP S60211699 A JPS60211699 A JP S60211699A
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JP
Japan
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selection
integrated circuit
semiconductor integrated
circuit device
bias voltage
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Application number
JP59067693A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kuroda
謙一 黒田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve read/write characteristics of an EPROM by impressing a grounding potential and a substrate backup bias voltage in accordance with selection and non-selection of a floating gate/avalache injection MOSFET(FAMOS) of an element forming area. CONSTITUTION:When FAMOSQ11-Q1n of an element forming area of a memory array M-ARY are selected through, for instance, a word line WL1, etc., an FETQ2 of a switch circuit S1 is turned on, and a substrate back bias voltage is supplied to the element forming area from a substrate back bias voltage generator circuit VBB-G. Conversely, when they are not selected, an FETQ1 is turned on, and a grounding voltage is supplied, whereby relative threshold voltages of the FAMOSQ11-Q1n change in accordance with the selection and non-selection. Consequently, a conductance characteristic of the FAMOS where writing is carried out at the time of writing becomes larger, and most parts of a write current blow, which causes a leak current to the non-selected FAMOS to be reduced. This can apply reading, and write/read characteristics of an EPROM can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例え
ば、MOSFET (絶縁ゲート形電界効果トランジス
タ)で構成され、FAMO3(フローティングゲート・
アバランシュインジェクションMO3FET)のような
半導体素子を記憶素子(メモリセル)とするEPROM
 (エレクトリカリ・プログラマブル・リード・オンリ
ー・メモリ)を含む半導体集積回路装置に利用して有効
な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and includes, for example, a MOSFET (insulated gate field effect transistor) and a FAMO3 (floating gate field effect transistor).
EPROM whose memory element (memory cell) is a semiconductor element such as avalanche injection MO3FET
(Electrically Programmable Read-Only Memory)

〔背景技術〕[Background technology]

FAMO3(フローティングゲート・アバランシュイン
ジェクションMO3FET)のような半導体素子を記憶
素子(メモリセル)とするEPROM装置が公知である
(特開昭54−152933号公報参照)。
EPROM devices using semiconductor elements such as FAMO3 (floating gate avalanche injection MO3FET) as storage elements (memory cells) are known (see Japanese Patent Laid-Open No. 152933/1983).

上記FAMO3)ランジスタへの書込みにおいて、ワー
ド線が非選択状態とされ、データ線が選択状態されたF
AMO3)ランジスタにおけるフローティングゲートの
電圧VFGは、フローティングゲートに電荷が存在しな
い状態においては、ドレインとの容量結合によって次式
(1)のように表される。
FAMO3) When writing to the transistor, the word line is unselected and the data line is selected.
The voltage VFG of the floating gate in the AMO3 transistor is expressed by the following equation (1) due to capacitive coupling with the drain when there is no charge on the floating gate.

VFG=VD −C3/CT ・・・・−Illここで
、VDはドレイン電圧であり、C3は、フローティング
ゲートとドレイン間の容量であり、CTは、半導体基板
とフローティングゲート間の容量C1とフローティング
ゲートとコントロールゲート間の容量C2と03との和
の容量である。
VFG=VD -C3/CT...-Ill Here, VD is the drain voltage, C3 is the capacitance between the floating gate and the drain, and CT is the capacitance C1 between the semiconductor substrate and the floating gate and the floating This is the sum of the capacitances C2 and 03 between the gate and the control gate.

この時、上記電圧VFGがFAMO3I−ランジスタの
しきい値電圧vthより大き(なるとチャンネルが形成
されてしまう。これによって、いわゆる非選択リーク電
流が流れてしまう。この結果、選択されたFAMO3)
ランジスタに供給される書込み電流が減少することにな
って書込み効率が低下してしまう。この対策として、F
AMO3)ランジスクのしきい値電圧vthが常に上記
電圧VFGより大きくなるように設定することが考えら
れるが、選択され九FAMO3I−ランジスタのチャン
ネル電流が減少するため、言い換えるならば、そのコン
ダクタンス特性が小さく゛なってドレイン電流が減少す
ることの結果、書込み効率を低下させてしま・う。
At this time, the voltage VFG is larger than the threshold voltage vth of the FAMO3I-transistor (if this happens, a channel will be formed. As a result, a so-called non-selective leakage current will flow. As a result, the selected FAMO3)
The write current supplied to the transistor decreases, resulting in a decrease in write efficiency. As a countermeasure for this, F.
It is conceivable to set the threshold voltage vth of the AMO3) transistor so that it is always higher than the above voltage VFG, but since the channel current of the selected transistor decreases, in other words, its conductance characteristics become small. As the drain current increases, the drain current decreases, resulting in a decrease in write efficiency.

また、l”AMO3)ランジスタのドレイン領域の不純
物濃度を低くして、上記容量C3の容量値を小さくする
ことも考えられるが、この場合には、ドレイン拡11(
抵抗値が大きくなるため、結果的に読み出し速度を遅ク
シ゛ζしまう。
It is also possible to reduce the impurity concentration of the drain region of the transistor 1"AMO3) to reduce the capacitance value of the capacitor C3, but in this case, the drain expansion
Since the resistance value becomes large, the read speed becomes slow as a result.

以上のよ−)にFAMO3)ランジスタを用いたE F
 ROMにあっては、選択状態と非選択状態又は書込み
動作と読み出し動作において互いに矛盾した動作特性を
持つものになるという関係にあるため、その異子特性の
設定が難しいとともに、素子特性のベラツキの影響を受
けるものとなる。
E F using FAMO3) transistors as above
Since ROM has contradictory operating characteristics in the selected state and non-selected state or in the write operation and read operation, it is difficult to set the different characteristics, and it is difficult to prevent variations in the element characteristics. be affected.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、書込み/読み出し特性の改善を図っ
たE P ROM装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an EP ROM device with improved write/read characteristics.

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、FAMO3)ランジスタを電気的に分離され
た素子形成領域に分割して構成するとともに、その素子
形成領域に形成されたFAMOSトランジスタが非選択
状態なら基板バンクバアイアス電圧を、選択状態なら回
路の接地電位を供給するものである。
In other words, the FAMOS3) transistor is configured by dividing it into electrically isolated element formation regions, and the FAMOS transistor formed in the element formation region controls the substrate bank bias voltage when it is in a non-selected state, and controls the circuit voltage when it is in a selected state. It supplies ground potential.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明に係るEPROM装置の一実施例
の回路図が示されている。同図のヘコ路素子は、公知の
MO3半導体集積回路の製造技術によって、特に制限さ
れないが、単結晶シリコンのような半導体基板上におい
て形成される。特に制限されないが、この実施例回路に
あっては、NチャンネルMO3FETを用いた場合を例
にして説明するものである。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of an EPROM device according to the present invention. The concave path element shown in the figure is formed on a semiconductor substrate such as, but not limited to, single crystal silicon using a known MO3 semiconductor integrated circuit manufacturing technique. Although not particularly limited, this embodiment circuit will be described using an example in which an N-channel MO3FET is used.

この実施例EPROM装置は、図示しない外部端子から
供給されるアドレス信号を受けるアドレスバンフ1を通
して加工形成された相補アドレス信号がアドレスデコー
ダX−DCR,Y−DCRに入力される。
In this embodiment of the EPROM device, a complementary address signal processed and formed is inputted to address decoders X-DCR and Y-DCR through an address buff 1 which receives an address signal supplied from an external terminal (not shown).

アドレスデコーダX−DCRは、その相補アドレス信号
に従ったメモリアレイM−ARYのワード線W1〜Wm
の選択信号を形成する。
Address decoder X-DCR outputs word lines W1 to Wm of memory array M-ARY according to the complementary address signal.
form a selection signal.

アドレスデコーダY−DCRは、その相補アドレス信号
に従ったメモリアレイM−ARYのデータ線D1〜Dn
の選択信号を形成する。
Address decoder Y-DCR outputs data lines D1 to Dn of memory array M-ARY according to its complementary address signal.
form a selection signal.

上記メモリアレイM−ARYは、その代表として示され
ている複数のFAMO3I−ランジスタ(不揮発性メモ
リ素子・・MO3FETQI 1〜Qm n )と、ワ
ード線W1〜Wm及びデータ線D1〜Dnとにより構成
されている。
The memory array M-ARY is composed of a plurality of FAMO3I-transistors (non-volatile memory elements: MO3FETQI 1 to Qm n ) shown as a representative, word lines W1 to Wm, and data lines D1 to Dn. ing.

上記メモリアレイM−ARYにおいて、同じ行に配置さ
れたFAMO3)ランジスタQll〜Q1 n (Q2
1〜Q2 n、 Q31〜Q3 n及びQm1〜Q m
 n )のコントロールゲートは、それぞれ対応するワ
ード線Wl (W2.W3及びW m )に接続される
。また、同じ列に配置されたFAMOSトランジスタQ
l 1〜Qml (Q21〜Q2n。
In the memory array M-ARY, FAMO3) transistors Qll to Q1 n (Q2
1~Q2 n, Q31~Q3 n and Qm1~Q m
The control gates of the word lines Wl (W2, W3 and W m ) are respectively connected to the corresponding word lines Wl (W2, W3 and W m ). Also, the FAMOS transistor Q placed in the same column
l 1~Qml (Q21~Q2n.

Q31〜Q3n及びQln−Qmn)のドレインは、そ
れぞれ対応するデータ線DI (D2.D3及びDn)
に接続されている。
The drains of Q31-Q3n and Qln-Qmn) are connected to the corresponding data lines DI (D2, D3 and Dn), respectively.
It is connected to the.

そして、上記各FAMO3)ランジスタQll〜Q m
 nの共通ソース線CSは、回路の接地電位Vssに接
続される。
Then, each of the above FAMO3) transistors Qll to Qm
The n common source line CS is connected to the ground potential Vss of the circuit.

上記各データ線DI−Dnは、カラム(列)選択スイッ
チMO3FETQ3〜Q6を介して、共通データ線CD
に接続されている。上記共通データ線CDには、一方に
おいてデータ入力回路DIBの出力端子に接続され、他
方においてデータ出力回路DOBの入力端子に接続され
る。なお、上記データ入力回路DIBは、外部端子I1
0から供給された書込み信号を受ける大力バッファ回路
と、この入カバソファ回路の出力信号により高レベルと
された書込み信号を上記共通データ線CDに伝える書込
み回路とにより構成される。また、上記データ出力回路
DOBは、上記共通データ線CDに読み出された信号を
増幅するセンスアンプとその出力信号を受けて、上記外
部端子I10から読み出し信号を送出する出力バッファ
回路とにより構成される。
Each of the data lines DI-Dn is connected to a common data line CD via column selection switches MO3FETQ3 to Q6.
It is connected to the. The common data line CD is connected at one end to the output terminal of the data input circuit DIB, and at the other end to the input terminal of the data output circuit DOB. Note that the data input circuit DIB has an external terminal I1.
0, and a write circuit that transmits the write signal raised to a high level by the output signal of the input buffer circuit to the common data line CD. Further, the data output circuit DOB is constituted by a sense amplifier that amplifies the signal read out to the common data line CD, and an output buffer circuit that receives the output signal and sends out the read signal from the external terminal I10. Ru.

なお、FAMO5l−ランジスタの記憶情報の読み出し
時において、アドレスデコーダX−DCR。
Note that when reading the stored information of the FAMO5l-transistor, the address decoder X-DCR.

Y −D CRによって選択されたFAMO3)ランジ
スタには、特に制限されないが、レベルリミッタ機能を
持つセンスアンプによりバイアス電圧が与えられる。選
択されたFAMO5)ランジスタは、書込みデータに従
って、ワード線選択レベルに対して、訪いしきい値電圧
か又は低いしきい値電圧を持つものである。
Although not particularly limited, a bias voltage is applied to the FAMO3) transistor selected by the Y-D CR by a sense amplifier having a level limiter function. The selected FAMO5) transistor has a threshold voltage equal to or lower than the word line selection level according to the write data.

選択されたFAMO3)ランジスタワード線選択レベル
にかかわらずにオフ状態にされている場合、共通データ
線CDは、センスアンプによって比較的ハイレベルにさ
れる。一方、選択されたFAMO3)ランジスタがワー
ド線選択レベルによってオン状態にされている場合、共
通データ線CDは比較的ロウレベルにされる。このよう
な共通データ線CDのハイレベルとロウレベルとをセン
スアンプに設けられたリミッタ機能によって制限すると
、この共通データ線CD等に信号変化速度を制限する浮
遊容量等の容量が存在するにもかかわらず、読み出しの
高速化を図ることができる。
When the selected FAMO3) transistor is turned off regardless of the word line selection level, the common data line CD is set to a relatively high level by the sense amplifier. On the other hand, when the selected FAMO3) transistor is turned on by the word line selection level, the common data line CD is set to a relatively low level. If the high level and low level of such common data line CD are limited by the limiter function provided in the sense amplifier, even though there is capacitance such as stray capacitance on this common data line CD etc. that limits the signal change speed. First, reading speed can be increased.

すなわち、複数のFAMOSトランジスタからの記憶情
報を次々に読み出すような場合において共通データ線C
Dの一方のレベルが他方のレベルへ変化させられるまで
の時間を短(することができる。
In other words, when reading out stored information from multiple FAMOS transistors one after another, the common data line C
The time required for one level of D to change to the other level can be shortened.

なお、図示しないが、上記回路の他に制御回路が設けら
れている。この制御回路は、図示しない外部端子CE、
OE、PGM及びVpHに供給されるチップイネーブル
信号、アウトプットイネーブル信号、プログラム信号及
び書込み用高電圧に応じて、書込み/又は読み出し動作
に必要な各種内部制御信号を形成する。
Although not shown, a control circuit is provided in addition to the above circuit. This control circuit includes an external terminal CE (not shown),
Various internal control signals necessary for write/read operations are formed according to the chip enable signal, output enable signal, program signal, and write high voltage supplied to OE, PGM, and VpH.

この実施例においては、書込み/読み出し特性の改善を
図るため、次の各回路が付加される。また、特に制限さ
れないが、上記メモリアレイM−ARYにおけるFAM
O3)ランジスタのうち、FAMO3)ランジスクQ1
1〜Q1nのように、同じ行(ワード線Wl)に配置さ
れたFAMOSトランジスタ群毎にそれぞれ分離された
ウェル領域に形成される。すなわち、上記ワードi*w
iにそのコントロールゲートが接続されFAMO3トラ
ンジスタQll〜Qlnは、同図に一点鎖線で示したウ
ェル領域WLIに形成される。他の行(ワード線W2〜
W m )にそれぞれ配置されたF AMO3)ランジ
スタQ21〜Q2 n、Q31〜Q3n及びQml〜Q
mnも上記同様なウェル領域WL2〜W L mにそれ
ぞれ形成される。特に制限されないが、上記FAMO3
)ランジスタをNチャンネルMO3FETを利用する場
合、上記ウェル領域WL1−WLmは、N型半導体基板
上に形成されたP型のウェル領域とされる。
In this embodiment, the following circuits are added in order to improve the write/read characteristics. Furthermore, although not particularly limited, the FAM in the memory array M-ARY may be
O3) Of the transistors, FAMO3) Randisk Q1
1 to Q1n are formed in separate well regions for each group of FAMOS transistors arranged in the same row (word line Wl). That is, the above word i*w
FAMO3 transistors Qll-Qln, whose control gates are connected to i, are formed in a well region WLI shown by a dashed line in the figure. Other rows (word line W2~
FAMO3) transistors Q21~Q2n, Q31~Q3n and Qml~Q respectively arranged in Wm)
mn are also respectively formed in the well regions WL2 to WLm similar to the above. Although not particularly limited, the above FAMO3
) When N-channel MO3FETs are used as transistors, the well regions WL1 to WLm are P-type well regions formed on an N-type semiconductor substrate.

そして、これらの各ウェル領域WL1〜W L mには
、次のスイッチ回路31〜Smを通して回路の接地電位
Vssと、特に制限されないが、後述する基板バンクバ
イアス発生回路VBBGにより形成された基板バンクバ
イアス電圧−veBとが選択的に供給される。
Each of these well regions WL1 to WLm is connected to the circuit ground potential Vss through the next switch circuits 31 to Sm and, although not particularly limited, to a substrate bank bias formed by a substrate bank bias generation circuit VBBG, which will be described later. A voltage -veB is selectively supplied.

上記スイッチ回路は、その1つのスイッチ回路S1が代
表として示されているように、MO3FETQIのオン
状態によって回路の接地電位Vssを上記ウェル領域W
LIに供給し、MO3FETQ2のオン状態によって基
板バソクバーイアス電圧VBBを上記ウェル領域WLI
に供給するものである。上記MO3FETQIのゲート
には、ワード線W1の信号が供給され、MO3FETQ
2のゲートには、インパーク回路IVIによって反転さ
せられたワード線W1の信号が供給される。これによっ
て、ワード線W1がハイレベルの選択状態なら、MOS
 F ETQ 1をオン状態としてウェル領域WLIに
回路の接地電位Vssを供給し、ワード線W1が非選択
状態のロウレベルなら、MO5FETQ2をオン状態と
してウェル領域WLIに基板ハックバイアス電圧−VB
Bを供給するものである・なお、ワード線W1が選択状
態とされた時、MO3FETQ2のゲートには、その反
転信号であるロウレベル(回路の接地電位Vss)が供
給され、そのソース側に基板バックバイアス電圧VSa
が供給されるものであるが、そのしきい値電圧vthを
比較的大きく設定されることにより、オフ状態となるよ
うにされている。
The switch circuit, as shown in one switch circuit S1 as a representative, changes the ground potential Vss of the circuit to the well region W by the ON state of MO3FETQI.
LI, and the substrate bath bias voltage VBB is applied to the well region WLI by the ON state of MO3FETQ2.
It is intended to supply A signal from the word line W1 is supplied to the gate of the MO3FETQI, and the MO3FETQ
The gate of No. 2 is supplied with the signal of the word line W1 inverted by the impark circuit IVI. As a result, if the word line W1 is in the selected state of high level, the MOS
When FETQ1 is turned on and the circuit ground potential Vss is supplied to the well region WLI, and the word line W1 is at a low level in a non-selected state, MO5FETQ2 is turned on and the substrate hack bias voltage -VB is supplied to the well region WLI.
When the word line W1 is selected, the inverted signal of the low level (circuit ground potential Vss) is supplied to the gate of MO3FETQ2, and the substrate back Bias voltage VSa
However, by setting its threshold voltage vth relatively large, it is turned off.

上記基板バンクバイアス電圧−vBBは、特に制限され
ないが、内蔵された基板バンクバイアス電圧発生回路V
 Be −Gによって形成される。
Although the substrate bank bias voltage -vBB is not particularly limited, the built-in substrate bank bias voltage generation circuit V
Formed by Be-G.

以上のスイッチ回路31〜Smを各ワード線単位で設け
ることによって、書込み/読み出し動作において、選択
状態のワード線に属するウェル領域には、回路の接地電
位Vssが供給され、非選択状態のワード線に属するウ
ェル領域には、基板バンクバイアス電圧−VaSが供給
される。
By providing the above switch circuits 31 to Sm for each word line, in write/read operations, the ground potential Vss of the circuit is supplied to the well region belonging to the word line in the selected state, and the ground potential Vss is supplied to the well region belonging to the word line in the non-selected state. A substrate bank bias voltage -VaS is supplied to the well region belonging to .

第2図には、この発明の他の一実施例のスイッチ回路の
回路図が示されいてる。
FIG. 2 shows a circuit diagram of a switch circuit according to another embodiment of the present invention.

この実施例では、図示しないが、メモリアレイM−AR
YにおけるFAMO3)ランジスタが形成されるウェル
領域を複数のデータ線方向にも分離した場合は、同図に
示すようなスイッチ回@Sが用いられる。すわなち、駆
動MO3FETQO1、QO2のゲートには、それぞれ
そのウェル領域に構成されるデータ線Di、D2の信号
が供給される。これ9のMO3FETQ01.QO2の
共通接続されたドレインには、ディプレッション型MO
3FETQO3が負荷として設けられ、ノア(NOR)
ゲート回路が構成される。このノアゲート回路の出力信
号は、駆動MO3FETQO4とディプレッション型負
荷MO3FETQO5により構成されたインバータ回路
を通してナンド(NAND)ゲート回路を構成する駆動
MO3FETQO7のゲートに供給される。この駆動M
O3FETQO7には、直列形態に駆動MO3FETQ
O6が設けられ、そのゲートには、ワード線W1の信号
が供給される。そして、上記MO3FETQO7のドレ
インには、ディプレッション型負荷MO3FETQO8
が設けられ、上記MO3FE、TQO7のドレインから
、上記基板バックバイアス電圧−vBBをそのウェル領
域WLに供給するMO3FET’Q2の制御信号が出力
される。また、インバータ回路IVIを介して回路の接
地電位Vssをそのウェル領域WLに供給すルMOS 
FETQlの制御信号が出力される。このようにするこ
とによって、ワード線といずれかのデータ線が選択状態
にされた時のみ、上記ウェル領域WLに回路の接地電位
Vssを供給するものである。これによって、そのウェ
ル領域内に形成されたFAMO3)ランジスタの選択/
非選択を識別して、上記同様に基板バイアス電圧を切り
換えて供給するものである。このように、メモリアレイ
M−ARYを構成するFAMO3I−ランジスタの分割
方式は、種々の組み合わせを採ることができ、その選択
/非選択をワード線とデータ線の信号の組み合わせによ
り識別することができくものである。
In this embodiment, although not shown, the memory array M-AR
FAMO3 in Y) If the well region in which transistors are formed is also separated in the direction of a plurality of data lines, a switch circuit @S as shown in the figure is used. That is, the gates of the drive MO3FETs QO1 and QO2 are supplied with signals from the data lines Di and D2 formed in their well regions, respectively. This 9 MO3FETQ01. The commonly connected drain of QO2 has a depletion type MO
3FETQO3 is provided as a load, and NOR
A gate circuit is configured. The output signal of this NOR gate circuit is supplied to the gate of a driving MO3FETQO7 forming a NAND gate circuit through an inverter circuit formed of a driving MO3FETQO4 and a depletion type load MO3FETQO5. This drive M
O3FETQO7 has MO3FETQ driven in series.
O6 is provided, and the signal of word line W1 is supplied to its gate. A depletion type load MO3FETQO8 is connected to the drain of the MO3FETQO7.
is provided, and a control signal for MO3FET'Q2 that supplies the substrate back bias voltage -vBB to its well region WL is output from the drains of MO3FE and TQO7. Also, a MOS transistor that supplies the ground potential Vss of the circuit to the well region WL via the inverter circuit IVI
A control signal for FETQl is output. By doing this, the ground potential Vss of the circuit is supplied to the well region WL only when the word line and any data line are in the selected state. This allows selection of the FAMO3) transistor formed in that well region.
The non-selection is identified and the substrate bias voltage is switched and supplied in the same manner as above. In this way, the FAMO3I-transistors that make up the memory array M-ARY can be divided in various combinations, and their selection/non-selection can be identified by the combination of the word line and data line signals. It's a spider.

〔効 果〕〔effect〕

(ll書込み動作において、選択状態のFAMO3I−
ランジスタが属する素子形成領域には、回路の接地電位
を供給してそのしきい値電圧を相対的に小さくし、非選
択のFAMOSトランジスタが属する素子形成領域には
、基板バンクバイアス電圧を供給してそのしきい値電圧
を相対的に大きくするものである。これによって、選択
状態とされることによって書込みが行われるFAMO3
)ランジスタのコンダクタンス特性を大きくしてチャン
ネル電流を流れ易くするととも、非選択状態のFAMO
3I−ランジスタに流れるリーク電流の発生を防止ない
し大幅に低減することができる。したがって、書込み電
流の大半を上記書込みを行うべきFAMO3l−ランジ
スタに供給することができるから、書込み効率の向上を
達成することができるという効果が得られる。すなわち
、非選択状態のFAMO3トランジスタで発生ずるリー
ク電流の発生の防止ないし大幅な低減によって、選択状
態のFAMO3)ランジスクに供給できる書込み電流が
精度よく設定できるから、高速でしかも確実な書込み動
作を実現できるものとなる。
(In the ll write operation, the selected FAMO3I-
The circuit ground potential is supplied to the element formation region to which the transistor belongs to make its threshold voltage relatively small, and the substrate bank bias voltage is supplied to the element formation region to which the unselected FAMOS transistor belongs. This makes the threshold voltage relatively large. This causes the FAMO3 to be written into the selected state.
) The conductance characteristics of the transistor are increased to make it easier for the channel current to flow, and the FAMO in the non-selected state is
The occurrence of leakage current flowing through the 3I transistor can be prevented or significantly reduced. Therefore, since most of the write current can be supplied to the FAMO3l- transistor to which the write is to be performed, it is possible to achieve the effect that write efficiency can be improved. In other words, by preventing or significantly reducing the leakage current generated in the FAMO3 transistor in the non-selected state, the write current that can be supplied to the FAMO3 transistor in the selected state can be set with high accuracy, realizing a high-speed and reliable write operation. Become what you can.

(2)読み出し動作において、上記(11により選択状
態のFAMO3)ランジスタのコンダクタンス特性が大
きくなること、及び非選択状態のFAMOSトランジス
タにおける寄生容量が小さくなることとにより高速読み
出しを達成することができるという効果が得られる。す
なわち、選択されたデータ線に接続された非選択状態の
FAMO3)ランジスタにおけるドレインと基板(素子
形成領域)間の接合容量が、上記基板バックバイアス電
圧の供給によって小さくできるから、上記読み出し信号
が現れるデータ線における寄生容量の容量値が小さくで
きるからである。
(2) In the read operation, high-speed read can be achieved by increasing the conductance characteristics of the transistor (FAMO3 in the selected state according to 11) and reducing the parasitic capacitance in the FAMOS transistor in the non-selected state. Effects can be obtained. In other words, the junction capacitance between the drain and the substrate (element formation region) of the unselected FAMO3) transistor connected to the selected data line can be reduced by supplying the substrate back bias voltage, so the read signal appears. This is because the capacitance value of parasitic capacitance in the data line can be reduced.

(3)ワード線単位でFAMOSトランジスタを分割し
て、それぞれを電気的に分離された素子形成領域に形成
して、上記(1)のように選択的なノ〈イアスミ圧を供
給した場合には、そのワード線の選択信号がそのまま上
記バイアス電圧の切り換えに利用できるため、簡単な回
路の追加によって、書込み及び読み出し特性の改善を図
ることができるという効果が得られる。
(3) If the FAMOS transistor is divided into word line units and each is formed in an electrically isolated element formation region, and selective noise pressure is supplied as in (1) above, Since the word line selection signal can be used as is for switching the bias voltage, it is possible to improve the write and read characteristics by adding a simple circuit.

(4)ワード線単位でFAM9S)ランジスクを分割し
て、それぞれ電気的に分離された素子形成領域に形成し
た場合には、m個のFAMO3)ランジスタのうち、ワ
ード線が選択状態にされた1個のFAMO3)ランジス
タに対して残り全部のFAMOSトランジスタに基板バ
ックバイアス電圧が供給されるので、書込み動作あって
は、全非選択状態のFAMOSトランジスタでのリーク
電流の発生の防止ないし大幅な低減が実現でき、読み出
し動作にあっては、全非選択状態のFAMO3I−ラン
ジスタの寄生容量の容量値が最少にできるため、最も効
率的な書込み動作と高速読み出し動作とを実現できると
いう効果が得られる。
(4) When the FAM9S transistor is divided into word line units and each is formed in an electrically isolated element formation region, one word line is selected among the m FAMO3) transistors. Since the substrate back bias voltage is supplied to all remaining FAMOS transistors for each FAMO3) transistor, during write operations, leakage current in all unselected FAMOS transistors can be prevented or significantly reduced. In the read operation, the capacitance value of the parasitic capacitance of the FAMO3I-transistors in the all unselected state can be minimized, so that the most efficient write operation and high-speed read operation can be achieved.

(5)素子形成領域へのバイアス電圧を回路的な手段に
よって切り換えて供給するものであるので、特別な製造
工程を追加することなく上記+11ないで(4)の効果
を実現することができるという効果が得られる。
(5) Since the bias voltage to the element formation region is switched and supplied by circuit means, the effect of (4) can be achieved without adding any special manufacturing process and without adding 11 above. Effects can be obtained.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、素子形成領域
は、サファイヤ基板等の絶縁基板上に形成することによ
って、電気的な分離を行うものであってもよい。さらに
、NチヤンネルMO’5FETに代えPチャンネルMO
3FETを用いるものの他、周辺回路をNチャンネルM
O3FETとPチャンネルMO3FETとが組み合わさ
れて構成されるCMO3回路により構成するものであっ
てもよい。さらに、基板バンクバイアス電圧は、外部端
子から供給するものであってもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, the element formation region may be electrically isolated by being formed on an insulating substrate such as a sapphire substrate. Furthermore, instead of N channel MO'5FET, P channel MO
In addition to those using 3FET, peripheral circuits are N-channel M
It may be configured by a CMO3 circuit configured by combining an O3FET and a P-channel MO3FET. Furthermore, the substrate bank bias voltage may be supplied from an external terminal.

また、書込み回路、読み出し回路等信の周辺回路の具体
的回路は、種々の実施形態を採ることができるものであ
る。
Further, the specific circuits of the peripheral circuits for communication such as the write circuit and the read circuit can take various embodiments.

〔利用分野〕[Application field]

この発明は、フローティングゲートに電荷を選択的に注
入することによって情報の記憶を行うEPROM装置の
他、このようなEPROMを内蔵するマイクロコンピュ
ータ等各種半導体集積回路装置に広く利用できるもので
ある。
The present invention can be widely used not only in EPROM devices that store information by selectively injecting charges into floating gates, but also in various semiconductor integrated circuit devices such as microcomputers incorporating such EPROMs.

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

第1図は、この発明に係るEPROM装置の一実施例を
示す回路図、 第2図は、この発明の他の一実施例を示すスイッチ回路
の回路図である。 X−DCR,Y−DCR・・7ドレスデコーダ、M−A
RY・・メモリアレイ、DIB・・データ入力回路、D
OB・・データ出力回路、81〜8m・・スイッチ回路
、VBBG・・基板バックバイアス電圧発生回路
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an EPROM device according to the invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of a switch circuit showing another embodiment of the invention. X-DCR, Y-DCR...7 dress decoder, M-A
RY...Memory array, DIB...Data input circuit, D
OB...data output circuit, 81~8m...switch circuit, VBBG...substrate back bias voltage generation circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、コントロールゲートとフローティングゲートとを有
し、フローティングゲートに電荷を取り込むことにより
情報記憶を行う不揮発性半導体記憶素子がマトリックス
状に配置され、工ないし複数のワード線に接続される記
憶素子群と他の1ないし複数のワード線に接続される記
憶素子群とを相互に電気的に分離するよう構成された複
数の素子形成領域を有するメモリアレイと、上記同じ素
子形成領域内に構成された記憶素子が非選択状態なら基
板バンクバアイアス電圧を、選択状態なら回路の接地電
位をその素子形成領域に切り換えて伝える電圧切り換え
回路とを含むEFROMを具備することを特徴とする半
導体集積回路装置。。 2、上記基板バンクバイアス電圧は、内蔵の基板バンク
バイアス電圧発生回路により形成されるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回
路装置。 3、上記素子形成領域は、ワード線単位で電気的に分離
するように形成されるものであり、その選択/非選択の
識別信号は、そのワード線の選択信号でであることを特
徴とする特許請求の範囲第1又は第2項記載の半導体集
積回路装置。 4、上記同じ素子形成領域には、複数のデータ線が配置
されるものであり、上記選択/非選択の識別は、その素
子形成領域に構成されるワード線の選択信号とデータ線
の選択信号とにより行われるものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1第2又は第3項記載の半導体集積
回路装置。 5、上記素子分離領域は、第1導電型の半導体基板上に
形成された第2導電型のウェル領域であることを特徴と
する特許請求の範囲第1.第2、第3又は第4項記載の
半導体集積回路装置。 6o上記素子分離領域は、絶縁基板上にそれぞれ形成さ
れた半導体領域であることを特徴とする特許請求の範囲
第1、第2、第3又は第4項記載の半導体集積回路装置
[Claims] 1. Non-volatile semiconductor memory elements having a control gate and a floating gate and storing information by taking charge into the floating gate are arranged in a matrix and connected to a cell or a plurality of word lines. a memory array having a plurality of element formation regions configured to electrically isolate a storage element group connected to one or more other word lines from one another; The EFROM is characterized in that it includes a voltage switching circuit that switches and transmits a substrate bank bias voltage when a memory element configured therein is in a non-selected state and a circuit ground potential when it is in a selected state. Semiconductor integrated circuit device. . 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the substrate bank bias voltage is generated by a built-in substrate bank bias voltage generation circuit. 3. The element formation region is formed so as to be electrically isolated in units of word lines, and the selection/non-selection identification signal is a selection signal of the word line. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2. 4. A plurality of data lines are arranged in the same element formation area, and the selection/non-selection is determined by the selection signal of the word line and the selection signal of the data line configured in the element formation area. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the semiconductor integrated circuit device is carried out by: 5. The element isolation region is a well region of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type. The semiconductor integrated circuit device according to the second, third or fourth item. 6o The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the element isolation regions are semiconductor regions respectively formed on an insulating substrate.
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